GBL 2003 Gewässerbericht 1997-2000 Link

Gewässerbericht 1997-2000

Bau-, Verkehrs- und Energiedirektion des Kantons Bern

Amt für Gewässerschutz und Abfallwirtschaft

Gewässer- und Bodenschutzlabor

Internationales Jahr des Wassers Année internationale de l'eau Anno internazionale delle acque Onn internaziunal de l'aua Intenational Year of Water Herausgeber

Amt für Gewässerschutz und Abfallwirtschaft des Kantons Bern GSA Gewässer- und Bodenschutzlabor GBL

Redaktion

Dr. U. Ochsenbein (GBL) B. Mattmann (creato) mit Beiträgen von Dr. A. von Känel (GBL) Kap. 1.2 Dr. M. Zeh (GBL) Kap. 2 Dr. Chr. Zimmermann (creato) Kap. 2.7 Dr. A. Kirchhofer (creato) Kap. 1.5

Karten und Grafiken, Datenauswertung

B. Mattmann (creato)

Konzept und Realisation creato - Netzwerk für kreative Umweltplanung Limmatauweg 9 CH-5408 Ennetbaden

Bezug

Gewässer- und Bodenschutzlabor GBL Schermenweg 11 CH-3014 Bern Tel. 031 634 23 80 Fax 031 634 23 96 Email [email protected]

INHALT

Vorwort / Préface 5

Zusammenfassung und Handlungsbedarf für Verbesserungen / Sommaire et mesures à prendre pour améliorer la situation 7

Einleitung / Introduction 13

1 FLIESSGEWÄSSER 15

1.1 Chemisch-physikalische Wasserqualität 15

1.2 Biologische Gewässergüte ausgewählter Fliessgewässer 50

1.3 Gesamtbeurteilung und Handlungsbedarf 57

1.4 Chemisch-physikalische Untersuchungen von kleinen Fliessgewässern (Stufe F) 62

1.5 Ökomorphologie 66

1.6 Biomonitoring in Fliessgewässern 73

2 SEEN UND KLEINSEEN 78

2.1 Die drei grossen Berner Seen 78

2.2 Der Brienzersee 81

2.3 Der Thunersee 83

2.4 Der Bielersee 85

2.5 Nährstoffentwicklung und biologische Produktion der drei grossen Berner Seen - eine Zusammenfassung 87

2.6 Handlungsbedarf 91

2.7 Die Kleinseen des Kantons Bern 92

3 GRUNDWASSER 95

4 GEWÄSSERBELASTUNGEN 97

4.1 Nährstoffeinträge aus der Siedlungsentwässerung und der Landwirtschaft 97

4.2 Ganzheitliche Gewässerplanung und Regionale Entwässerungsplanung 101

LITERATUR 104

ANHANG 108 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Vorwort

Hand aufs Herz, wann haben Sie sich das letzte Mal für die Wasserqualität unserer Flüsse und Bäche oder der Seen interessiert? War es an einem heissen Sommertag beim erfrischenden Bad in der Aare zwischen dem Schönauerli und dem Marzili oder beim Brätle am gurgelnden Schwarzwasser oder an der Birs? Vielleicht sind Sie Hobbyfischer und wissen um die grosse Bedeutung einer guten Wasserqualität für die Fische?

Ist Ihnen zudem aufgefallen, dass Flüsse und Bäche verschiedene Gesichter haben können? Einige sind verbaut und bilden einen schnurgeraden langweili- gen Kanal, wieder andere schlängeln sich natürlich durch die Landschaft. Was bedeutet das für Tiere und Pflanzen im Gewässer? Und was bedeutet es für Sie, wenn in Ihrer Nähe ein natürlich sprudelnder Bach vorbeifliesst, dessen Wasser so sauber ist, dass Kinder darin baden und Sie sich bei einem Spazier- gang entlang des Ufers erholen können?

Im Gewässerbericht, den Sie jetzt in den Händen halten, finden Sie Antworten auf diese oder ähnliche Fragen. Wir möchten Sie über den Zustand der Flüsse, Bäche und Seen im Kanton Bern informieren. Wir möchten Ihnen zeigen, dass die Wasserqualität durch den Kläranlagenbau und andere Massnahmen in den vergangenen Jahrzehnten deutlich besser geworden ist.

Auf der anderen Seite werden Sie bei der Durchsicht des Berichtes aber auch feststellen, dass die vom Gesetzgeber vorgegebenen Gewässerschutzziele bei weitem noch nicht überall erreicht sind. Ja, in vielen Bereichen besteht sogar ein hoher Handlungsbedarf für Verbesserungen. So ist die Wasserqualität vieler Mittellandgewässer ungenügend. Einige werden durch Pestizide zu stark kon- taminiert. Viele Flüsse und Bäche befinden sich zudem in einem unnatürlichen Zustand, sind verbaut und besitzen nicht genügend Gewässerraum. Nicht ver- wunderlich also, dass auch der Gesundheitszustand der Bachforellen in vielen dieser Mittellandgewässer schlecht ist.

Wir werden also in den nächsten Jahren unsere Anstrengungen für gesunde Gewässer fortsetzen müssen. Immer mehr zeichnet sich dabei ab, dass wir die gesteckten Ziele nicht allein mit technischen Massnahmen erreichen können. Vermehrt werden wir bei den Ursachen ansetzen müssen: Wenn wir Gewässer- beeinträchtigungen gar nicht erst entstehen lassen, müssen wir im Nachhinein auch keine (teuren) Korrekturmassnahmen ergreifen.

Das internationale Jahr des Wassers 2003 soll uns schliesslich Anstoss sein, das Thema Wasser breit zu diskutieren und uns seiner grossen Bedeutung einmal mehr bewusst zu werden, lokal wie auf globaler Ebene. Wir hoffen, dass Sie sich an dieser Diskussion beteiligen.

Barbara Egger-Jenzer, Regierungsrätin Vorsteherin der Bau-, Verkehrs- und Energiedirektion

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Préface

Quand vous êtes-vous intéressé pour la dernière fois à la qualité de leau dun ruisseau, dune rivière ou dun lac? Etait-ce par une chaude journée dété à loccasion dune baignade dans lAar ou lors dun pique-nique au bord de la Birse? Si vous êtes pêcheur, vous savez que les poissons ne vivent bien que dans une eau de qualité.

Vous avez certainement déjà observé que chaque cours deau a son propre caractère. Les uns sont aménagés et sont devenus des canaux monotones. Dautres paressent en de multiples méandres à travers un paysage enchanteur. Mais saviez-vous que les animaux et les plantes vivant dans ces eaux sont sensibles à ces diverses situations? Et vous, quéprouvez-vous à la vue dun ruisseau vagabond dont leau est si propre que les enfants peuvent sy baigner et dont les rives sont si belles quelles incitent à sy ressourcer?

Le présent rapport contient quelques réponses à vos questions. Nous aimerions vous informer de létat de santé des ruisseaux, rivières et lacs du canton de Berne. Par ailleurs, nous aimerions vous démontrer que la qualité des eaux sest nettement améliorée, ces dernières décennies, grâce à linstallation de STEP performantes et à la mise en uvre dautres mesures de protection.

Mais vous constaterez aussi, à la lecture de ce rapport, que les objectifs du législateur sont loin dêtre partout atteints. Au contraire, il reste encore beau- coup à faire: leau de nombreux ruisseaux ou rivières dans le Mittelland est encore trop souvent polluée, entre autres par des pesticides. En outre, un grand nombre de ruisseaux et rivières se trouvent dans un état peu naturel; ils sont aménagés et ne disposent pas despace en suffisance pour se déployer. Par conséquent, il nest guère étonnant que la santé des truites de rivière soit déficiente dans de trop nombreux cours deau du Mittelland.

Il est donc nécessaire que nous poursuivions notre travail ces prochaines années, afin datteindre les objectifs fixés par le législateur. Cependant, il savère que ces objectifs ne sont pas toujours atteignables par une simple réponse technique. Il faudra désormais que nous concentrions de plus en plus nos efforts sur les causes. Il nest pas judicieux de fermer aujourdhui les yeux sur un projet de correction de ruisseau ou sur une pollution et de débourser demain des sommes considérables pour rattraper la situation.

Lannée internationale de leau 2003 est une bonne occasion dévoquer le sujet de manière générale et de prendre conscience, une fois encore, de lénorme importance de leau, au niveau local aussi bien que global. Nous vous invitons à vous engager personnellement dans ce débat.

Barbara Egger-Jenzer, conseillère dEtat Directrice des travaux publics, des transports et de lénergie

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Zusammenfassung und Handlungsbedarf für Verbesserungen

Chemische und biologische Qualität der Fliessgewässer

Die grossen Flüsse Aare und Emme werden seit Mitte der 60er- und 70er-Jahre regelmässig chemisch-physikalisch untersucht. Die Langzeitentwicklung der Wasserqualität zeigt seit dem Bau der Kläranlagen zwischen 1970 und ca. 1985 beim Phosphat und beim gelösten organischen Kohlenstoff (DOC) einen deutlichen Rückgang der Gewässerbelastung. Bei den Stickstoffverbindungen Ammonium, Nitrit und Nitrat sind erst in den frühen 90er-Jahren die ersten Erfolge sichtbar. Dazu waren der weitere Ausbau der Abwasserreinigungsanla- gen und Massnahmen in der Landwirtschaft nötig.

Trotz den sichtbaren Erfolgen bei der Reduktion der Gewässerbelastung erfül- len heute von den untersuchten Fliessgewässern nur die Aare unmittelbar nach den Seeausflüssen und einige unbelastete oder schwach belastete Gewässer die Anforderungen der Gewässerschutzverordnung und die Zielvorgaben des BUWAL.

Deutlich nicht eingehalten sind die Anforderungen und Zielvorgaben vorwiegend in relativ kleinen Gewässern im Bereich von Kläranlageneinleitungen oder in intensiv landwirtschaftlich genutzten Gebieten im Mittelland und im Berner Jura. Etwas weniger belastet sind die Gewässer in den Voralpen. Sowohl die zusätzlichen biologischen Gewässeruntersuchungen als auch die chemisch- physikalischen Untersuchungen in kleinen Fliessgewässern bestätigen diese Befunde. In allen Flüssen und Bächen ist eine Zunahme der Belastung in Fliess- richtung messbar.

Vor allem in den untersuchten Mittelland- und Juragewässern sowie in der Aare unterhalb von Bern ist teilweise ein hoher Handlungsbedarf für die weitere Reduktion der Gewässerbelastung ausgewiesen. Massnahmen sind sowohl im Bereich der Siedlungsentwässerung als auch in der Land- wirtschaft erforderlich.

Ökomorphologie der Fliessgewässer

Die strukturellen Defizite der Fliessgewässer sind im Mittelland besonders aus- geprägt: Über die Hälfte der Flüsse und Bäche sind stark beeinträchtigt, naturfremd, künstlich oder eingedolt. Ferner ist der den Gewässern zur Verfügung stehende Raum ungenügend. In den Voralpen und im Jura liegt der Anteil der ökomorphologisch schlecht bewerteten Gewässer bei 35 bis 40 Prozent.

Ökomorphologisch schlecht bewertete Gewässer weisen eine entsprechend ungenügende Lebensraumqualität für Fische und andere Gewässer- organismen auf. Der Handlungsbedarf für strukturelle Aufwertungen ist in diesen Gewässern immens.

Gesundheit von Bachforellen

Der Bestand und die Gesundheit von Fischen sind ein wichtiger Indikator der Güte des Lebensraumes von Flüssen und Bächen und der Wasserqualität. Im Projekt Biomonitoring konnten wichtige Erkenntnisse zum Gesundheitszustand von Bachforellen in Berner Fliessgewässern gewonnen werden. Generell ist die Gesundheit der untersuchten Bachforellen in Mittellandgewässern deutlich schlechter als in wenig belasteten Flüssen und Bächen.

7 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Zusätzlich wurden in diesem Projekt Abwässer aus Kläranlagen mit Hilfe chemisch-analytischer Methoden und Biotestverfahren näher charakterisiert. Aus den Projektergebnissen resultieren verschiedene Faktoren, die die Bachforellen beeinträchtigen können: Abwasser aus Kläranlagen, vor allem bei schlechter Reinigungsleistung und geringer Verdünnung im Gewässer, PKD (eine Nieren- krankheit bei Fischen), Temperaturerhöhung durch Klimaänderung.

Handlungsbedarf besteht u. a. bei der Verbesserung der Reinigungsleistung überlasteter Kläranlagen und bei der Reduktion von stofflichen Belastungen an den Quellen.

Seen und Kleinseen

Die Phosphorbelastung des Bielersees ist nach wie vor zu hoch, was jährlich zu Sauerstoffdefiziten im Tiefenwasser führt. Die Anforderung der Gewässer- schutzverordnung, wonach der Sauerstoffgehalt jederzeit und in jeder Tiefe mindestens vier Milligramm pro Liter betragen soll, wird nicht eingehalten.

Im Einzugsgebiet des Bielersees besteht ein Handlungsbedarf für weitere Phosphor-Reduktionsmassnahmen bei der Siedlungsentwässerung und in der Landwirtschaft.

Die beiden Oberländer Seen sind z. Zt. mit speziellen Problemen konfrontiert: Im Brienzersee sind 1999 die Felchenfänge sowie die Wasserfloh (Daphnien)- Population stark eingebrochen und im Thunersee werden ab 2000 bei mehr als der Hälfte der Felchen Veränderungen ihrer Geschlechtorgane beobachtet.

Diese Entwicklungen im Brienzer- und im Thunersee sind äusserst bedenklich und es besteht bei beiden Oberländer Seen ein hoher Handlungsbe- darf, die Ursachen dafür zu ermitteln.

Viele der insgesamt 112 Kleinseen sind insbesondere im Mittelland durch Überdüngung stark beeinträchtigt. Die Folgen davon sind massives Algen- und Wasserpflanzenwachstum, schlechte Sauerstoffverhältnisse für Fische und eine erhöhte Verlandungsgeschwindigkeit.

Im Einzugsgebiet dieser Kleingewässer besteht ein hoher Handlungsbedarf, den Düngeraustrag zu reduzieren bzw. Flächen zu extensivieren.

Gewässerbelastungen

Die Phosphor- und Stickstoffeinträge in die Gewässer wurden in allen 38 Gewässer-Einzugsgebieten des Kantons Bern quantifiziert und nach Herkunft aufgeschlüsselt. Über die Hälfte der Nährstoffeinträge stammt aus anthropogenen Quellen. Die wichtigsten Emittenten sind dabei die Landwirtschaft und die Siedlungsentwässerung. Besonders im Mittelland ist die Gewässerbelastung aus diesen Quellen oft zu hoch und führt zu Überschreitungen der gesetzlichen Vorgaben an die Wasserqualität.

Aus Sicht der Seen aber auch vieler Fliessgewässer besteht ein Handlungs- bedarf, die Nähstoffeinträge weiter zu reduzieren.

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Grundwasser

Im Kanton Bern stammen 98 % des Trinkwassers aus dem Grundwasser. Trotz dieser grossen Bedeutung wurde im Gegensatz zu den Oberflächengewässern die Qualität des Grundwassers im Kanton Bern bisher nicht systematisch untersucht. Im Jahr 2000 ist darum ein entsprechendes Überwachungsprogramm mit vorerst 28 wichtigen Grundwassermessstellen angelaufen. Das Ziel der Untersuchungen besteht darin, die langfristige Entwicklung der Grundwasser- qualität zu beobachten, damit bei nachteiligen Veränderungen rechtzeitig die notwendigen Massnahmen ergriffen werden können.

Ganzheitliche Gewässerplanung und REP

Die Wasserqualität der Flüsse, Bäche und Seen hat sich in den vergangenen Jahrzehnten sichtbar verbessert. Trotz diesen grossen Anstrengungen sind die verbleibenden Beeinträchtigungen und Nutzungsdefizte der Gewässer sehr vielfältig und manifestieren sich meist in verschiedenen Handlungs- und Politik- bereichen. Sektorielle Massnahmen zur Lösung dieser vielfältigen Gewässer- probleme erweisen sich daher häufig als wenig geeignet. Mit dem Instrument der ganzheitlichen Gewässerplanung und der Regionalen Entwässerungspla- nung (REP) sollen die Gewässer längerfristig wieder in einen natürlicheren Zustand überführt werden.

Im Kanton Bern ist im Rahmen einer interdisziplinären Arbeitsgruppe, gestützt auf vorhandene Daten der Fachstellen und Ergebnisse von Gewässeruntersu- chungen, der Handlungsbedarf in 38 Gewässereinzugsgebieten bewertet und priorisiert worden.

Sieben Einzugsgebiete weisen einen hohen Handlungsbedarf für die Durch- führung einer ganzheitlichen Gewässerplanung auf. Im Einzugsgebiet der Birs, für das eine hohe Priorität ausgewiesen wurde, sind die Arbeiten im Rahmen des interkantonalen REP Birs (BE, JU, SO, BL, BS) bereits in Arbeit.

8 9 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Sommaire et mesures à prendre pour améliorer la situation

La qualité chimique et biologique des cours d’eau

Les grandes rivières comme lAar et ou lEmme sont analysées régulièrement depuis les années soixante et septante. Lanalyse de la qualité de leau sur la durée montre que la charge polluante en phosphore et en carbone organique dissous (COD) a nettement baissé depuis linstallation des STEP entre 1970 et 1985. En ce qui concerne les substances azotées (ammonium, nitrites et nitra- tes), les premiers résultats positifs remontent au début des années nonante, et ce, grâce à un perfectionnement des stations dépuration et à une série de mesures dans lagriculture.

Malgré les indéniables succès de cette politique, seule lAar à la sortie des lacs et quelques cours deau peu ou moyennement pollués remplissent les conditions de lordonnance sur la protection des eaux et les objectifs fixés par lOFEFP. Tous les autres cours deau sur lesquels a porté lenquête ne satisfont pas à ces exigences.

Les petits cours deau ne remplissent pas du tout les exigences minimales requises, surtout à laval des STEP et en bordure des zones agricoles exploi- tées intensivement dans le Mittelland et le Jura bernois.

Un peu moins pollués sont les ruisseaux et rivières des Préalpes. Les analyses biologiques et physico-chimiques le long des petits cours deaux confirment ce constat. Dans toutes les rivières et ruisseaux, la charge polluante mesurée augmente damont en aval.

Il est urgent de prendre des mesures complémentaires de réduction de la pollution pour les cours deau du Mittelland et du Jura bernois, ainsi que pour lAar en aval de Berne. Ces mesures concernent autant les stations dépuration à améliorer que lagriculture.

Ecomorphologie des cours d’eau

Les cours deau du Mittelland ont presque tous perdu leur structure naturelle: plus de la moitié dentre eux sont fortement aménagés, dénaturés ou enterrés. Lespace à leur disposition est insuffisant. Dans les Préalpes et le Jura, la pro- portion de cours deau en mauvais état sur le plan écomorphologique est de 35 à 40%.

Les cours deau très aménagés noffrent que des biotopes appauvris pour les poissons et dautres organismes vivant dans leau. Des travaux considé- rables seront nécessaires pour rendre à ces cours deau une structure plus diversifiée.

La santé des truites de rivière

La population et létat de santé des poissons sont des indicateurs importants de la santé des biotopes et de la qualité de leau des ruisseaux et des rivières. Grâce au projet «biomonitoring», on a glané des renseignements importants quant à la santé de la population des truites de rivière dans les cours deau bernois. En général, la santé des poissons analysés est visiblement plus dété- riorée dans les eaux du Mittelland, plus polluées quailleurs.

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En plus, la qualité des eaux épurées dans les STEP a été analysée dans ce projet à laide de méthodes chimiques et biologiques. On constate que divers facteurs peuvent nuire aux truites de rivière, parmi lesquels le déversement deaux insuffisamment épurées par des stations peu performantes dans des ruisseaux au débit trop réduit pour diluer cet effluent, ou la présence de PKD (une maladie des reins des poissons), ou encore une élévation de température due aux changements climatiques.

Une série de mesures correctrices est nécessaire, comme lamélioration de la capacité dépuration des STEP surchargées et une réduction générale de la pollution des eaux par des mesures à la source.

Lacs et petits plans d’eau

La charge en phosphore du lac de Bienne est toujours trop forte, ce qui pro- voque chaque année un manque doxygène dans leau profonde. Les exigences de lordonnance sur la protection des eaux, selon lesquelles la teneur en oxy- gène doit atteindre 4 milligrammes par litre deau à chaque instant sur toute la profondeur du lac, ne sont pas remplies.

Pour le bassin versant du lac de Bienne, il faut donc des mesures qui ten- dent à réduire la charge en phosphore provoquée par lagriculture ou con- tenue dans les eaux épurées.

Les deux lacs de lOberland sont confrontés à des problèmes très spécifiques. Dans le lac de Brienz, le nombre de corégones pêchés et la population de daphnies ont chuté de manière significative. Dans le lac de Thoune, on observe depuis lannée 2000 des mutations dans les organes de reproduction chez les corégones.

Lévolution de la situation dans ces deux lacs est préoccupante; il faut trou- ver la cause de ces phénomènes et prendre des mesures adéquates pour y remédier.

Sur les 112 petits plans deaux que compte le canton de Berne, un grand nombre est fortement chargé par des substances nutritives provenant dun excès dengrais. Il sensuit un accroissement massif des algues et des plantes aquatiques en même temps quun taux doxygène insuffisant pour les poissons et une tendance croissante à un atterrissement des rives humides.

Dans le bassin versant de ces petits plans deaux, il faut absolument réduire la fumure et revenir à une exploitation extensive des terres agricoles.

Pollution des eaux

Les intrants de phosphore et dazote dans les eaux ont été quantifiés daprès leur provenance pour chacun des 38 bassins versants du canton der Berne. Plus de la moitié des intrants provient de sources anthropogènes, cest-à-dire de lagriculture et des eaux usées. Surtout dans le Mittelland, la pollution des eaux due à ces deux sources est souvent trop grande et entraîne un dépasse- ment des normes légales en vigueur en ce qui concerne la qualité de leau.

Les lacs ont vraiment besoin de mesures énergiques de réduction des apports de matières nutritives, mesures dont profiteront également de nombreux cours deau.

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Les eaux souterraines

Dans le canton de Berne, 98 % de leau potable provient des nappes phréati- ques. Malgré cette énorme importance, la qualité de ces nappes na pas fait lobjet de programmes danalyses systématiques comme ce fut le cas pour les eaux superficielles. Cest pourquoi, en lan 2000, un programme de recherche a été lancé comportant, dans un premier temps, 28 stations principales de mesure. Lobjet des investigations consiste à observer lévolution à long terme de la qualité de leau des nappes, pour pouvoir réagir à temps au cas où lon remarquerait une baisse inquiétante de qualité de leau.

Planification intégrale de l’assainissement et PREE (plan régional de l’évacuation de l’eau)

La qualité de leau des cours deau ou des lacs sest notoirement améliorée ces dernières décennies. Mais, malgré les gros efforts consentis, les eaux subis- sent encore de trop nombreuses atteintes sur le plan de leur qualité chimique ou biologique. Et il reste encore de trop nombreux cours deau prisonniers de leur corset de digues rectilignes ou de leurs tuyaux. Toutes ces atteintes cumu- lées empêchent la population de pouvoir jouir, comme elle devrait pouvoir le faire, de toutes les possibilités de loisirs que pourraient offrir les ruisseaux, les rivières et les lacs. De nombreuses mesures de protection devront encore être prises dans divers domaines et diverses politiques sectorielles; mais les mesures sectorielles ne suffiront pas non plus à résoudre tous les problèmes: il faut une approche intégrée. En ce sens, la planification régionale de lévacuation des eaux (PREE) est un instrument qui pourrait rendre, à terme, aux ruisseaux et rivières un état plus naturel.

Le canton de Berne a mis sur pied, à ce sujet, un groupe de travail interdisci- plinaire. Ce dernier a rassemblé toutes les données scientifiques détenues par divers services spécialisés, ainsi que les résultats disponibles de toutes les enquêtes relatives à la qualité ou à la structure des cours deau. Après avoir évalué la situation dans les 38 bassins versants du canton, il a proposé un cata- logue de mesures à prendre, classées par ordre de priorité.

Pour sept bassins versants, des mesures doivent être prises dans le cadre dune planification intégrée des eaux. Dans le bassin versant prioritaire de la Birse, les travaux sont déjà engagés dans le cadre dun PREE Birse (BE, JU, SO, BL, BS).

12 Gewässerbericht 1997-2000

Einleitung

Mit dem Bericht zum Vollzugskonzept Siedlungsentwässerung - VOKOS hat das Amt für Gewässerschutz und Abfallwirtschaft 1997 die damals aktuelle Gewässerqualität in den wichtigsten Fliessgewässern und in den drei grossen Berner Seen dargestellt. Neben einer Bestandesaufnahme über den chemisch- physikalischen und den biologischen Zustand der Gewässer ging es vor allem auch um die Prioritätensetzung in der Siedlungsentwässerung.

Die Flüsse und Seen sind seit dem Bau der Kläranlagen in den 70er- und 80er-Jahren sichtbar sauberer geworden. Damit konnte das Ziel des Gewässer- schutzgesetzes von 1971, wonach die Gewässer vor starkem Schmutz- und Nährstoffeintrag aus den Siedlungsgebieten zu schützen sei, weitgehend erreicht werden.

Inzwischen sind die Gewässerschutzziele mehrmals verschärft worden und die bestehenden Anlagen genügen den erweiterten Anforderungen oft nicht mehr. Vor allem die synthetischen Chemikalien, die in immer grösserer Zahl in die Gewässer gelangen, stellen neue Herausforderungen an den Gewässerschutz.

Der vorliegende Bericht über den Zustand der Berner Gewässer dient der Standortbestimmung und der Erfolgskontrolle. Er stellt die langfristige Entwick- lung der Gewässerbelastung und den heutigen Zustand der chemisch-physikalischen, der biologischen sowie der ökomorphologischen Gewässerqualität für die Periode 1997 bis 2000 dar. In dieser Berichtsperiode lag der Schwerpunkt der Gewässeruntersuchungen in den Voralpen, im bernischen Mittelland und im Berner Jura.

Sei dem letzten VOKOS-Bericht 1997 ist die neue Gewässerschutzverordnung (GSchV) vom 28. Oktober 1998 in Kraft getreten. Die Anforderungen der GSchV an die Gewässerqualität sowie die zusätzlichen Zielvorgaben des BUWAL werden im vorliegenden Bericht berücksichtigt. Das gilt auch für die Wegleitung des Bundes (Modul-Stufen-Konzept Chemie) zur Interpretation und zur statistischen Auswertung der Messdaten, auch wenn diese zur Zeit erst im Entwurf vorliegt. Im Vergleich zu den im VOKOS massgebenden Beurteilungskriterien bedeutet die neue Verordnung zusammen mit der vom BUWAL vorgegebenen Interpretation eine leichte Verschärfung der Gewässerschutzziele.

Der Bericht richtet sich an die Entscheidungsträgerinnen und -träger aus Politik und Wirtschaft, an interessierte Bürgerinnen und Bürger sowie an Fachleute aus Behörden und Firmen. Er bietet einen Überblick zur Entwicklung und über den Zustand der bernischen Fliessgewässer und Seen in den Voralpen, dem Mittelland und dem Berner Jura. Exemplarisch werden einzelne Aspekte eingehender dargestellt. Für alle im Bericht nur angeschnittenen oder ausge- sparten Themen muss auf die einschlägigen Publikationen der Fachstellen des Kantons, insbesondere des Amtes für Gewässerschutz und Abfallwirtschaft (www.gsa.bve.be.ch) und des Fischereiinspektorates (www.be.ch/Fischerei) verwiesen werden.

13 Gewässerbericht 1997-2000

Introduction

Dans le rapport «VOKOS» concernant les plans directeurs dassainissement de 1997, lOffice de la protection des eaux et de la gestion des déchets (OPED) a décrit la qualité des plus importants cours deaux ainsi que des trois grands lacs du canton de Berne. A part la description de la situation physico-chimique et biologique actuelle de ces eaux, ce rapport fournissait des données permettant aux communes détablir des priorités dans leur programme dassainissement des eaux.

Les rivières ainsi que les lacs sont devenus visiblement plus propres depuis linstallation des STEP dans les années soixante-dix et quatre-vingt. Le but principal de la loi sur la protection des eaux de 1971 a pu être atteint, selon lequel il fallait avant tout protéger les eaux des intrants polluants et des substances nutritives excessives provenant des eaux usées.

Entre-temps, les objectifs de la protection des eaux ont été rendus plus contraignants à plusieurs reprises; aujourdhui, les installations dépuration ne suffisent plus aux exigences actuelles. Le plus grand défi des prochaines années est posé par les substances chimiques de synthèse toujours plus nombreuses qui parviennent avec les eaux épurées dans les rivières et les lacs.

Le présent rapport traite de la situation actuelle des eaux. Il fait létat des lieux et permet de mesurer à posteriori lefficacité des mesures prises. Il décrit lévolution de la pollution des eaux ces dernières décennies et présente létat actuel de la qualité physico-chimique, biologique et écomorphologique des eaux pour la période entre 1997 et 2000. Durant cette période, les principales investigations ont été effectuées dans les Préalpes, le Mittelland bernois et le Jura bernois.

Depuis le dernier rapport «VOKOS» en 1997, lordonnance sur la protection des eaux (OEaux) est entrée en vigueur le 28 octobre 1998. Le présent rapport tient compte des exigences de lordonnance quant à la qualité des eaux ainsi que des objectifs supplémentaires émis par lOFEFP. Cest aussi le cas pour la directive de la Confédération («Modul-Stufen-Konzept Chemie») concernant linterprétation et lanalyse statistique des données mesurées, même si cette directive nexiste actuellement que sous forme desquisse. En comparaison avec les critères dévaluation appliqués dans le rapport VOKOS, la nouvelle ordonnance et son interprétation par lOFEFP ont entraîné un durcissement des objectifs de protection des eaux.

Le présent rapport sadresse aux décideurs politiques et économiques, aux citoyennnes et citoyens avertis, ainsi quà tous les spécialistes concernés dans les administrations ou les entreprises. Il contient un résumé de lévolution de la pollution au cours des dernières décennies ainsi quune vue densemble de létat actuel des eaux dans les Préalpes, le Mittelland et le Jura bernois. Certaines questions sont traitées de manière particulièrement détaillée pour servir dillustration. En ce qui concerne les thèmes à peine esquissés ou absents du document, le lecteur intéressé est prié daller consulter les rapports spécifiques publiés par les services spécialisés, en particulier lOffice cantonal de la protection de eaux et de la gestion des déchets (www.gsa.bve.be.ch) et lInspection de la pêche (www.be.ch/peche).

14 Gewässerbericht 1997-2000

1 FLIESSGEWÄSSER

1.1 Chemisch-physikalische Wasserqualität

Vom Schutz der Gewässer gegen Verunreinigungen zum modernen Gewässerschutz

Unsere Gewässer sind nicht nur Lebensraum für Tiere und Pflanzen, Fischre- fugien und Trinkwasserlieferant. Sie sind auch Vorfluter, das heisst, sie dienen zum Ableiten von Regenwasser, gereinigtem Abwasser aus Kläranlagen und anderen Einleitungen. Damit gelangen zwangsläufig Nähr- und Schadstoffe in die Gewässer und beeinträchtigen ihre natürlichen Funktionen. Auch Unfälle oder der unsachgemässe Umgang mit wassergefährdenden Stoffen können ein Gewässer schädigen.

Bereits 1888 hat der Bund durch das Fischereigesetz verboten, in Fischereige- wässer aber eben nur in diese Fabrikabgänge und andere Stoffe von solcher Beschaffenheit und in solchen Mengen einzubringen, dass dadurch der Fisch- und Krebsbestand gefährdet werden könnte.

Das erste Bundesgesetz zum Schutz der Gewässer vor Verunreinigungen trat 1957 in Kraft. Rückblickend darf man feststellen, dass dieses erste Gewäs- serschutzgesetz in vielen Teilen wegleitend war. 1971 wurde ein revidiertes Bundesgesetz zum Schutz der Gewässer vor Verunreinigungen notwendig. Hauptanliegen dieses zweiten Gewässerschutzgesetzes war die Behandlung aller Abwässer in Kläranlagen. Dieses Ziel wurde anfangs der 90er-Jahre weitgehend erreicht. Gleichzeitig hat man aber auch erkannt, dass neben den ”End- of-Pipe-Lösungen” auch Massnahmen ”an der Quelle” nötig sind. Das haben die Wirkungen des verminderten Phosphordüngerverbrauchs in der Landwirt- schaft ab 1980 und das Phosphatverbot in Waschmitteln 1986 eindrücklich bewiesen.

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Rückgang der Phosphatbelastung in der Emme zwischen 1975 und 2000. Durch die Phosphatelimination in den Kläranlagen, den Rückgang des Phosphordüngerver- brauchs und das Phosphatverbot in Waschmitteln von 1986 ist die Phosphatbelastung in der Emme und in den übrigen Schweizer Gewässern merkbar zurückgegangen.

15 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Seit Inkraftsetzung des Fischereigesetzes von 1888 hat sich die schweizerische Bevölkerung mehr als verdoppelt und die überbaute Fläche versiebenfacht. Das macht deutlich, dass die Gewässer nicht nur durch Abwasser zunehmend unter Druck geraten sind, sondern auch durch Verbauungen und Begradigun- gen, durch Wasserentnahmen, Stauhaltungen und Eindolungen.

Das heutige Gewässerschutzgesetz (GSchG) vom 24. Januar 1991 und die Gewässerschutzverordnung (GSchV) vom 28. Oktober 1998 haben darum den umfassenden Schutz der Gewässer zum Ziel. Es geht nicht mehr nur darum, Verunreinigungen vom Gewässer fernzuhalten, sondern die Gewässer inklusive das Grundwasser in ihren Funktionen als Ganzes zu schützen. Dieser Schutz umfasst auch die mit den Gewässern verbundenen Nutzungen durch den Men- schen.

Die Gewässerschutzverordnung legt unter anderem ökologische Ziele für Gewässer (GSchV Anh. 1) und Anforderungen an die Wasserqualität (GSchV Anh. 2) fest. Sie bezweckt, sowohl ober- als auch unterirdische Gewässer vor nachteiligen Einwirkungen zu schützen und ihre nachhaltige Nutzung zu ermöglichen.

Das Gewässer- und Bodenschutzlabor des Kantons Bern

Das Gewässer- und Bodenschutzlabor des Kantons Bern (GBL) gehört zum Amt für Gewässerschutz und Abfallwirtschaft (GSA). Es ist die kantonale Fach- stelle für Gewässerchemie, Gewässerökologie und Umweltanalytik. Das GBL ist unter anderem zuständig für die Überwachung der Fliessgewässer und Seen im Kanton Bern.

Im Gewässer- und Bodenschutzlabor (BGL) des Kantons Bern werden Proben aus Gewässern, Abwasser, Boden und Klärschlamm untersucht. Die Proben werden von den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des GBL gesammelt, aufbereitet, analysiert und ausgewertet. Foto B. Mattmann

16 17 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Anforderungen und Ziele für die Wasserqualität in Fliessge- wässern

Die Gewässerschutzverordnung (GSchV) legt unter anderem ökologische Ziele und Anforderungen an die Wasserqualität von oberirdischen Gewässern fest. Für die wichtigsten Parameter gibt es numerische Anforderungen an die Wasserqualität. Ergänzend sind im Modul-Stufen-Konzept des BUWAL (BUWAL 2002) zusätzliche Zielvorgaben für die Beurteilung der Gewässer- belastung festgelegt.

Parameter Anforderungen

Biochemischer Sauerstoffbedarf 2 bis 4 mg/l O2

(BSB5) Bei natürlicherweise wenig belasteten Gewässern gilt der untere Wert. Gelöster organischer Kohlenstoff 1 bis 4 mg/l C (DOC) Bei natürlicherweise wenig belasteten Gewässern gilt der untere Wert. Ammonium Bei Temperaturen + (Summe von NH4-N und NH3-N) - unter 10 °C: 0.4 mg/l N - über 10 °C: 0.2 mg/l N - Nitrat (NO3 -N) Für Fliessgewässer, die der Trinkwassergewinnung dienen: 5.6 mg/l N (entspricht 25 mg/l Nitrat) Blei (Pb) 0.01 mg/l Pb (gesamt)1 0.001 mg/l Pb (gelöst) Cadmium (Cd) 0.2 µg/l Cd (gesamt)1 0.05 µg/l Cd (gelöst) Chrom (Cr) 0.005 mg/l Cr (gesamt)1 0.002 mg/l Cr (gelöst) Kupfer (Cu) 0.005 mg/l Cu (gesamt)1 0.002 mg/l Cu (gelöst) Nickel (Ni) 0.01 mg/l Ni (gesamt)1 0.005 mg/l Ni (gelöst) Quecksilber (Hg) 0.03 µg/l Hg (gesamt)1 0.01 µg/l Hg (gelöst) Zink (Zn) 0.02 mg/l Zn (gesamt)1 0.005 mg/l Zn (gelöst) Organische Pestizide 0.1 µg/l je Einzelstoff. Vorbehalten bleiben andere (Pflanzenbehandlungsmittel, Holz- Werte aufgrund von Einzelstoffbeurteilungen im schutzmittel, Antifoulings usw.) Rahmen des Zulassungsverfahrens. Sauerstoffgehalt Für stehende Gewässer: Der Sauerstoffgehalt darf zu keiner Zeit und in keiner Seetiefe weniger als

4 mg/l O2 betragen. Besondere natürliche Verhält- nisse bleiben vorbehalten. 1 Massgebend ist der Wert für die gelöste Konzentration. Wird der Wert für die gesamte Konzen- tration eingehalten, ist davon auszugehen, dass auch der Wert für die gelöste Konzentration eingehalten ist.

Numerische Anforderungen für Fliessgewässer gemäss der Gewässerschutzver- ordnung (GSchV). Die numerischen Anforderungen gelten bei jeder Wasserführung nach weitgehender Durchmischung der eingeleiteten Abwässer im Gewässer. Beson- dere natürliche Verhältnisse wie Wasserzuflüsse aus Moorgebieten, seltene Hochwas- serspitzen oder seltene Niederwasserereignisse bleiben vorbehalten.

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Zur Erläuterung und Konkretisierung der gesetzlichen Vorgaben publiziert das Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) Vollzugshilfen. Für die chemisch-physiklische Untersuchung und Beurteilung der Fliessgewässer ist zur Zeit eine solche Richtlinie in Bearbeitung (Modul-Stufen-Konzept Chemie, BUWAL 2002). Darin werden zusätzliche, die Gewässerschutzverordnung (GSchV) ergänzende Parameter eingeführt und entsprechende Zielvorgaben festgelegt.

Parameter Zusätzliche Zielvorgaben des BUWAL

Gesamtstickstoff (Ntot) 7.0 mg/l N

Nitrit (NO2) 0.02 bis 0.10 mg/l N in Abhängigkeit der Chloridkonzentration

Phosphat (PO4) 0.04 mg/l P

Gesamtphosphor (Ptot) 0.05 mg/l filtriert 0.07 mg/l unfiltriert Totaler organischer Kohlenstoff (TOC) 3.0 bis 5.0 mg/l C, bei natürlicherweise wenig belasteten Gewässern gilt der kleinere Wert

Zusätzliche Zielvorgaben des BUWAL an die Wasserqualität für Fliessgewässer. Die Zielvorgaben der Richtlinie des BUWAL (Modul-Stufen-Konzept Chemie, BUWAL 2002) konkretisieren jene Anforderungen, die in der GSchV nur verbal festgelegt sind. Sie sind als Empfehlung an die Fachbehörden gedacht. Falls diese nachweisen, dass andere Werte für diese Zielvorgaben ebenfalls einem rechtskonformen Vollzug entsprechen, können sie davon abweichen.

Die Gewässerschutzverordnung fordert, dass die hygienischen Voraussetzun- gen für das Baden dort gewährleistet sind, wo das Baden von der Behörde aus- drücklich gestattet ist oder wo üblicherweise eine grosse Anzahl von Personen badet und die Behörde nicht vom Baden abrät. Gemäss den Empfehlungen über die hygienische Beurteilung von See- und Flussbädern (BUWAL 1991) wird eine Zielvorgabe von 1'000 Keimen (Escherichia coli) pro 100 ml verwendet.

Vorgehen bei verunreinigten Gewässern (Art. 47 GSchV)

Stellt die Behörde fest, dass ein Gewässer die Anforderungen an die Wasser- qualität nicht erfüllt oder dass die besondere Nutzung des Gewässers nicht gewährleistet ist, so ermittelt und bewertet sie die Art und das Ausmass der Verunreinigung ermittelt sie die Ursachen der Verunreinigung beurteilt sie die Wirksamkeit der möglichen Massnahmen sorgt sie dafür, dass gestützt auf die entsprechenden Vorschriften die erfor- derlichen Massnahmen getroffen werden.

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Untersuchungsprogramm

In der Berichtsperiode 1997 bis 2000 lag das Schwergewicht der chemisch- physikalischen und biologischen Gewässeruntersuchungen in den dichter besiedelten und landwirtschaftlich intensiver genutzten Voralpen, im bernischen Mittelland und im Berner Jura.

In den untersuchten Gewässern sind während der 4-jährigen Berichtsperiode in der Regel während zwei Jahren monatlich durch Probenahmen die massgebenden chemisch-physikalischen Parameter ermittelt worden. Zusätzlich wurde in den Jahren 1998 und 2000 die biologische Gewässergüte der untersuchten Gewässer mittels Kieselalgen-Aufwuchsanalysen (Kapitel 1.2) bestimmt.

Im vorliegenden Bericht werden die für die Gesamtbeurteilung und für den Handlungsbedarf massgebenden Parameter dargestellt. Eine ausführliche Zusammenstellung aller durchgeführten Messungen ist in den hydrographi- schen Jahrbüchern des Kantons Bern zu finden.

Massgebende Parameter Gesamtbeurteilung Handlungsbedarf

Ammonium NH4  

Nitrit NO2  -

Nitrat NO3  

Phosphat PO4  - Gelöster organischer Kohlenstoff DOC   Keime (Escherichia coli) - - Biologische Gewässergüte (Kieselalgen)  

Chemisch-physikalische und biologische Gewässeruntersuchungen 1997-2000. Für die Gesamtbeurteilung massgebend ist die jeweils ungünstigste Einstufung bezüg- lich der Anforderungen der GSchV bzw. der Zielvorgaben des BUWAL mit Ausnahme von Keimen. Für den Handlungsbedarf massgebend ist die jeweils ungünstigste Ein- stufung bezüglich der im VOKOS verwendeten vier Parameter bzw. der Anforderungen der GSchV an die Wasserqualität.

Zusatzuntersuchungen

Neben den chemisch-physikalischen und biologischen Gewässeruntersuchun- gen wurden im Berichtszeitraum durch das Gewässer- und Bodenschutzlabor folgende Zusatzuntersuchungen an Fliessgewässern im Kanton Bern durchge- führt: Im Einzugsgebiet der Sense und des Schwarzwassers sowie für den Ober- aargau sind im Jahr 2000 die kleinen Fliessgewässer chemisch-physikalisch untersucht worden (Kapitel 1.4: Chemisch-physikalische Untersuchungen von kleinen Fliessgewässern, Stufe F). Im Rahmen der ökomorphologischen Kartierung sind rund 4'000 km der total ca. 11'000 km Fliessgewässer im Kanton bis Ende 2000 kartiert und beurteilt worden (Kapitel 1.5: Ökomorphologie). Im Rahmen des Projektes «Fischnetz» ist zwischen 1998 und 1999 in aus- gewählten Fliessgewässern der Gesundheitszustand von Bachforellen untersucht worden (Kapitel 1.6: Biomonitoring in Fliessgewässern).

18 19 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Datenauswertung und statistische Methoden

Die im vorliegenden Bericht berücksichtigten Messstellen sind in der Regel 12mal jährlich beprobt worden (Stichproben). Für die Auswertung und Beur- teilung wurden jeweils zwei bzw. vier Jahre zusammengefasst. Damit liegt ein ausreichender Stichprobenumfang zur Beurteilung der Wasserqualität vor.

Box-Plots

Die Extremwerte (Minimum und Maximum), das obere und untere Perzentil (z. B. 10- und 90-Perzentil) sowie der Median einer Messreihe werden zusammen in sogenannten Box-Plots dargestellt. Diese vermitteln einen schnellen Überblick über die Lage und die Streuung der Messwerte. In Fliessrichtung des Gewässers oder entlang der Zeitachse angeordnet, stellen sie den Verlauf und die zeitliche Entwicklung der Gewässerbelastung anschaulich dar.

��

�� Für Ammonium (NH4) und Nitrit (NO2) hängen die numerischen Anforderungen und der Zielwert von der Wasser- temperatur bzw. von der Chloridkonzentration ab. Für diese �� beiden Parameter ist ein direkter Vergleich mit dem 90- Perzentil der Messwerte nicht möglich. Bei den Box-Plots für Ammonium und Nitrit werden darum die 90-Perzentile nicht durch einen Punkt markiert. Die Beurteilung, ob die �� Anforderungen und Zielwerte eingehalten sind, ist für diese Parameter etwas aufwändiger (siehe Anhang).

Minimum und Maximum

Die beiden Extremwerte (Minimum und Maximum) einer Messreihe geben Aus- kunft über die maximale Bandbreite der aufgetretenen Stoffkonzentrationen.

Median

Der Median ist jener Wert, für den 50 % aller Messwerte darunter und 50 % aller Messwerte darüber liegen. Darum nennt man den Median auch Zentralwert. Der Median entspricht in vielen Fällen besser als der arithmetische Mittelwert der Vorstellung über die Mitte einer Messdatenwolke. Er ist unempfindlich gegenüber Ausreissern, d. h. er ist eine robuste statistische Grösse und eignet sich für die Beurteilung einer relativ kleinen Messdatenmenge.

Perzentile/Quantile

Das 90-Perzentil oder das 90%-Quantil ist jener Wert, für den 90 % aller Mess- werte darunter und 10 % aller Messwerte darüber liegen. Das heisst, die höchs- ten 10 % aller Messwerte (z. B. Ausreisser) werden nicht berücksichtigt. Analog werden andere Perzentile (20-Perzentil, 80-Perzentil etc.) definiert.

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Beurteilung der Wasserqualität

Die numerischen Anforderungen der Gewässerschutzverordnung und die zusätzlichen Zielvorgaben des BUWAL gelten bei jeder Wasserführung. Aus- genommen sind seltene Hochwasserspitzen, seltene Niederwasserereignisse oder besondere natürliche Verhältnisse. Bei der Probenahme und der Analyse der Wasserproben können sog. «Ausreisser» auftreten, die nicht unbedingt repräsentativ für die tatsächliche Belastung eines Gewässers sind.

Um eine Bewertung des Gewässers vornehmen zu können, muss darum auf der Basis eines normierten statistischen Verfahrens aus einer ausreichenden Anzahl Messungen ein repräsentativer Wert ein sog. Schätzwert errechnet werden. Das Modul Chemie des Modul-Stufen-Konzeptes (BUWAL 2002) legt das Bewertungsverfahren wie folgt fest:

Die numerischen Anforderungen an die Wasserqualität eines Gewässers sind dann eingehalten, wenn für jeden Parameter das 90-Perzentil bzw. 80- Perzentil kleiner als die numerische Anforderung der GSchV und gleichzeitig der Maximalwert der Messungen kleiner als das Zweifache der numerischen Anforderung der GSchV ist. Analoges gilt für die zusätzlichen Zielvorgaben des BUWAL.

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Ob das 80- oder 90-Perzentil angewendet werden kann, hängt vom jeweiligen Stichprobenumfang ab. Allerdings führt der 90-Perzentilwert, weil er grund- sätzlich höher als der 80-Perzentilwert ist, zu einer etwas strengeren Beurtei- lung der Gewässer. Je nach Parameter liegt der 90-Perzentilwert um den Faktor 1.05 bis 1.30 höher als der 80-Perzentilwert (siehe Anhang). Im vorliegenden Bericht wird als Schätzwert das 90-Perzentil verwendet. Bei Keimen (Esche- richia coli) ist der Stichprobenumfang zu gering, hier wurden die 80-Perzentil- werte benützt.

Für die qualitative Charakterisierung der Wasserqualität werden fünf (für die Belastung durch Keime vier) Zustandsklassen unterschieden. Dabei entsprechen die numerischen Anforderungen der Gewässerschutzverordnung bzw. die zusätzlichen Zielvorgaben des BUWAL der Grenze zwischen den Zuständen «gut» und «mässig». Die fünf Zustandsklassen stimmen mit jenen der Wasser- rahmenrichtlinie der Europäischen Union überein.

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Bei der Ermittlung der Zustandsklassen werden die Perzentil- und Maximal- werte der Messungen mit den Zustandsklassengrenzen und den zweifachen Werten der Klassengrenzen verglichen. Spezielle Beurteilungsschemen erlauben es, anhand der ermittelten Perzentil- und Maximalwerte die dazugehörige Zustandsklasse abzulesen. Im Anhang sind für alle berücksichtigten Parameter die dazugehörigen Beurteilungsschemen zusammengestellt.

��

Beispiel für eine Beurteilung der Nitratbelastung. Die statistische Auswertung liefert für das vorliegende Beispiel einen 90-Perzentilwert von 5.4 mg/l N und einen Maxi- malwert von 6.7 mg/l N. Eingesetzt in das Beurteilungsschema resultiert daraus ein Zustand des Gewässers bezüglich der Nitratbelastung als «gut». Etwas schwieriger ist die Beurteilung beim Ammonium, wo die numerischen Anforderungen zusätzlich von der Wassertemperatur abhängen. Die Details dazu sind im Anhang erklärt.

Die hier verwendeten neuen Zustandsklasseneinteilungen gemäss Modul- Stufen-Konzept und die Beurteilungsmethode im VOKOS-Bericht 1997 sind unterschiedlich. Sie können aber wie in der folgenden Abbildung dargestellt miteinander verglichen werden.

��

Zustandsklassen nach VOKOS und Modul-Stufen-Konzept des BUWAL. Ausser beim Phosphat sind die Zielvorgaben bzw. die numerischen Anforderungen des VOKOS 1997 und des Modul-Stufen-Konzeptes in etwa gleich. Allerdings unterscheiden sich die Einstufungen in die Zustandsklassen und deren Terminologie. Das Modul-Stufen- Konzept bewertet Phosphat etwas strenger als das VOKOS.

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Messstellen und untersuchte Gewässer

Das Gewässer- und Bodenschutzlabor misst an den grösseren Fliessgewäs- sern regelmässig die wichtigsten Parameter zur Wasserqualität. Zusätzlich werden abwechslungsweise in meist zweijährigen Messkampagnen die kleine- ren Gewässersysteme untersucht. Neben der Erhebung der wichtigsten in der Gewässerschutzverordnung aufgeführten Parametern werden darüber hinaus aufgaben- und situationsbedingt ergänzende Untersuchungen vorgenommen.

Aare und Giesse bei Kleinhöchstettenau Foto Luftbild Schweiz

Aare

Die Aare ist mit 220 km nicht nur das längste Fliessgewässer im Kanton Bern. Mit einem durchschnittlichen Abfluss beim Bielerseeauslauf von 244 m3/s ist sie mit Abstand auch das grösste. Mit den Gletscherbächen des Oberaar- und des Unteraargletschers hat die Aare gleich zwei Quellen. Auf ihrem Weg entwäs- sert sie alpines und voralpines Gebiet sowie weite Teile des Mittellandes. Das entwässerte alpine Gebiet misst rund 2'500 km2, beim Bielerseeauslauf beträgt die Grösse des Einzugsgebietes bereits 8'300 und bei Murgental 10'100 km2, was einem Viertel der schweizerischen Landesfläche entspricht. Über 90 % des bernischen Kantonsgebietes entwässern in die Aare. Insgesamt leben im Ein- zugsgebiet des Bielersees rund eine Million Menschen (Kantone Bern, Freiburg, Neuenburg, Waadt). Diese wenigen Zahlen verdeutlichen, dass die Wasserqua- lität der Aare massgeblich durch Charakteristiken wie Bevölkerungsdichte, Siedlungsentwässerung, Landbewirtschaftung und Art des Einzugsgebietes geprägt wird.

22 23 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Fliessgewässermessstellen 1997-2000

��

�� Messstellen 1997-2000. Insgesamt sind für den vorliegenden Bericht die Messdaten �� von 74 Messsstellen ausgewertet worden. � �� Die Messtellen am Stadtbach von Bern und �� jene an den Giessen bei Münsingen und Belp �� sind in den beiden Kartenausschnitten rechts �� vergrössert dargestellt. ��

� � �� Alle Messstellen inklusive Niederschlag, � �� Hydrometrie und Grundwasser sind in der �� Übersichtskarte und in den hydrographi- �� schen Jahrbüchern des WEA/GSA (siehe �� Literaturverzeichnis) zusammengestellt. ��

24 25 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Messjahre Nummer Gewässer Messstelle (nächstgelegener Ort) Landeskoordinaten 97 98 99 00 AA01 Alte Aare Aarberg 587535 / 209985 AA03 Alte Aare Busswil 590392 / 216480 AA04 Alte Aare Meienried 593220 / 220600 AA52 Alte Aare Kappelen 588625 / 212750 AB13 Aare Bremgarten (Felsenaubrücke) 600119 / 202770 AB55 Aare Kiesen 610149 / 185150 AB59 Aare Bern (Dalmazibrücke) 600562 / 199268 AC02 Aare Wohlei (Wohleibrücke) 593921 / 201687 AC15 Aare Hagneck (KW Oberwasserkanal) 580272 / 212251 AD04 Aare Büren a. A. 595004 / 221117 AE06 Aare Murgenthal 629760 / 235242 AL01 Altache vor Zusammenfluss mit Oenz bei Bollodingen 620480 / 224390 BI01 La Birse Reconvilier 582960 / 231335 BI02 La Birse Court 592300 / 232025 BI03 La Birse La Verrerie 596405 / 240385 BI51 La Birse Pontent (Pont Sapin) 585583 / 231892 BI52 La Birse Court (en aval de la STEP) 593152 / 232573 BI53 La Birse Roches 595855 / 238886 BIEL Aare Biel (Nidau-Büren-Kanal) 584705 / 219104 BR51 Brunnbach Gugelmann-Areal (nach Einlauf ARA Langenthal) 627833 / 233063 CA01 Ruisseau de Chaluet Les Condemines 593250 / 232625 DI01 Diessbach Oberdiessbach 613742 / 187630 EM03 Emme Emmenmatt 623700 / 199790 EM06 Emme Burgdorf 613760 / 212668 EM50 Emme Gerlafingen 609362 / 224976 EM53 Emme Zollbrück 622925 / 202725 GA02 Giessen Erlenau 609250 / 190560 GB02 Giessen Stockrüti 608800 / 190310 GB04 Giessen Kleinhöchstettenau 607150 / 193975 GB54 Giessen Rubigen (bei ARA Rubigen) 607333 / 193880 GI01 Giessen (Belp) Belpmatten (nach Fischzucht) 603928 / 196830 GI02 Giessen (Belp) Auguetbrügg (vor Fischzucht) 604666 / 196317 HG02 Hang-Giessen Rubigen (nach ARA Rubigen) 607375 / 193960 KI04 Chise Freimettigen 614158 / 190822 KI07 Chise Kiesen 610270 / 185310 KI51 Chise Zäziwil 616965 / 193950 KI52 Chise Schlupf (vor Oberdiessbach) 613800 / 188940 LA03 Langete Huttwil 629560 / 219140 LA06 Langete Langenthal 626278 / 228123 LA08 Langete Roggwil 628851 / 233155 LA53 Langete Kleindietwil 626788 / 221276 MG02 Mirchelbach Mirchel Siten 615847 / 193740 MM01 Mühlibach Münsingen 609760 / 191710 OB01 Oberholzbach Zielebach 611175 / 222298 OZ03 Oenz Wanzwil 619400 / 227620 OZ51 Oenz Bollodingen 620460 / 224370 OZ55 Oenz Heimenhausen 620044 / 228750 RA01 La Raus Moutier 596000 / 236675 RH51 Rotbach Dürrenroth 627362 / 215878 RO01 Rotache Los (bei Mündung in Aare) 610200 / 184020 RO03 Rotache Boden 613275 / 184225 RO05 Rotache Rotachen 618877 / 183537 RO07 Limpach Chrüzweg 623125 / 184235 RO63 Schnittweierbach Schnittweierbad 614324 / 183220 RO65 Rohr Rohr 622159 / 184416 RT51 Rot Breiten 629650 / 232396 SA51 Saane Marfeldingen 585905 / 203017 SD03 Schwandbach Tennli 610900 / 192800 SE00 Sense Guggersbach 589576 / 178839 SE02 Sense Unter Far 593500 / 192910 SE58 Sense Laupen 584843 / 194506 SH01 Stadtbach Bern Halmattstrasse 595618 / 197765 SH02 Stadtbach Bern KVA Wärmbächliweg 598282 / 199514 SH03 Stadtbach Bern Friedbühlstrasse 598608 / 199345 SH04 Stadtbach Bern Kramgasse 601019 / 199657 SO01 La Sorne Bellelay (en aval de la STEP) 580875 / 235275 SO02 La Sorne Sornetan 584000 / 236550 SO03 La Sorne Gorges du Pichoux 584040 / 236850 SW02/52 Schwarzwasser Schwarzwasserbrücke 594400 / 190370 SZ01 Schwarzbach Rubigen (bei Gärtnerei) 607870 / 193730 THUN Aare Thun 615219 / 177365 TR01 La Trame Tramelan 578375 / 231325 TR04 La Trame Loveresse 584750 / 231900 US01 Ursenbach Wystägen 626236 / 221926

Messstellen 1997-2000 mit regelmässigen Probenahmen. In der Berichtsperiode ist an insgesamt 74 Messstellen in der Regel während zwei Jahren monatlich die Wasserqualität gemessen worden. Die Resultate dieser Messungen sind im vorliegenden Kapitel dargestellt.

24 25 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Rotache

Die Rotache entsteht im Gebiet Oberlangenegg - Honegg - Wachseldorn aus der Vereinigung von Limpach, Weidbächli und Rohr. Das Einzugsgebiet, vor allem das Quellgebiet der Rotache, umfasst teilweise moorhaltige Flächen. Die Rotache verläuft zu grossen Teilen in einer natürlichen Schlucht und ist deshalb morphologisch wenig beeinträchtigt.

In die Rotache fliessen über den Wangelengraben die gereinigten Abwässer aus der ARA Buchholterberg (345 Einwohnerwerte) und über den Bleiken jene der ARA Bleiken (380 Einwohnerwerte). Die durchschnittliche Jahresabfluss- menge der Rotache beträgt bei der Mündung in die Aare rund 0.7 m3/s.

Aare bei Felsenau Foto A. von Känel

Chise

Die Chise entspringt den Grundwasseraufstössen in der Nähe von Oberho- fen i. E. auf rund 700 m ü. M. und wird bis Zäziwil massgeblich durch Grund- wasser gespiesen. Zwischen Zäziwil und Konolfingen nimmt die Chise über den Mirchelbach die gereinigten Abwässer der ARA Grosshöchstetten auf. Unterhalb von Freimettingen/Konolfingen dient sie als Vorfluter für die ARA Konolfingen. Der mitterere Abfluss der Chise im Oberlauf bei Bowil beträgt rund 90 l/s, mit einem Minimum von 20 l/s und einem Spitzenabfluss von ca. 400 l/s. Bei der Mündung in die Aare wird der mittlere Abfluss der Chise auf ca. 1 m3/s geschätzt.

Giessen

Die Giessen links und rechts der Aare zwischen Thun und Bern sind Überreste der ehemals ausgedehnten Auen. Sie werden vom Grundwasser gespiesen, in der Region Belp zum Teil auch von Hangwasser vom Belpberg. Rechtsufrig der Aare fliessen bei Rubigen die gereinigten Abwässer aus der ARA Rubigen in die Hang-Giesse.

26 27 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Stadtbach Bern

Im Mittelalter war der vom Wangental her durch Bümpliz und Holligen in die Stadt Bern geleitete Stadtbach wichtigster Nutz- und Löschwasserlieferant. Er ist als Bestandteil der Gründungsanlage urkundlich belegt. Vom jeweiligen Westtor der Stadtbefestigung (Zeitglocken-, Käfig- und Christoffelturm) her floss er durch die Hauptgasse zum Ostende der Stadt und dort in die Aare. Erst 1890 verschwand der bis dahin offene Stadtbach unter Steinplatten und Asphalt.

Stadtbach Bern bei Bümpliz Foto A. von Känel

Schwarzwasser

Das Schwarzwasser ist ein typischer Alpenvorlandfluss. Im unteren Teil nimmt der in einer Molasseschlucht fliessende Fluss den ganzen Talboden mit Kies- bänken und Auenwäldern ein. Der grösste Teil dieses natürlich erhaltenen Flusslaufes ist im Inventar der Auen von nationaler Bedeutung erfasst und als Naturschutzgebiet ausgeschieden. Einzig im untersten Abschnitt werden die direkt angrenzenden Flächen teilweise landwirtschaftlich genutzt.

Sense

Die Sense oberhalb der Einmündung des Schwarzwassers ist ein noch weitgehend ursprünglicher Voralpenfluss. Vebauungen sind in diesem Teil nur punktuell vorhanden und der grösste Teil ist im Inventar der Auen von nationaler Bedeutung erfasst und als Naturschutzgebiet ausgeschieden. Im untersten Abschnitt, unterhalb von Thörishaus, ist die Sense hingegen weitgehend korrigiert und mit harten Ufersicherungen verbaut. Bei Zumholz werden die gereinigten Abwässer aus der ARA Sense-Oberland (FR) eingeleitet. Der mittlere Abfluss der Sense bei Thörishaus/Sensematt beträgt rund 8.6 m3/s, mit Extremwerten von 0.8 und 495 m3/s.

26 27 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Saane

Die Saane entspringt am Sanetschpass auf rund 2'300 m ü. M. im Kanton Wallis. Sie entwässert im Raum Col du Pillon - Wildhorn hochalpines Gebiet, bevor sie den Kanton Waadt und später den Kanton Fribourg durchfliesst. Wieder im Kanton Bern, zwischen Laupen und der Mündung in die Aare, ist die Saane begradigt, weitgehend kanalisiert und zu einem grossen Teil mit harten Ufersicherungen versehen. Die Flussbetteintiefung der letzten Jahrzehnte verhindert hier, dass der im Inventar der Auen von nationaler Bedeutung erfasste Flussabschnitt zwischen Laupen und Gümmenen die Dammvorländer perio- disch überfluten kann. Nach Laupen werden die gereinigten Abwässer der ARA Sensetal in die Saane geleitet.

Der mittlere Abfluss der Saane bei Laupen beträgt rund 53.9 m3/s, die Extrem- werte 5.12 und 925 m3/s (Hochwasser im November 1950). Der Abfluss wird durch die Wasserkraftnutzung in den Stauseen Lac de Gruyère und Schiffenen (FR) beeinflusst, die als Zwischenspeicher für die Erzeugung von Spitzenen- ergie dienen. Nachts bei stehenden Turbinen und am Wochenende wird die Saane unterhalb von Schiffenen deshalb nur mit 5 m3/s Restwasser dotiert. Das Einzugsgebiet misst bei Laupen 1'861 km2.

Alte Aare bei der Lyssbachmündung Foto A. von Känel

Alte Aare

Seit der Juragewässerkorrektion ist die Alte Aare eine «Restwasserstrecke». Ihr mittlerer Abfluss beträgt bei Lyss rund 4 m3/s und das Fliessregime ist wegen der konstanten Dotation beim Krafwerk Aarberg sehr monoton.

Die ARA Lyss an der Alten Aare ist während der Berichtsperiode erneuert und ausgebaut worden. Die Inbetriebnahme der sanierten ARA wird die Alte Aare merklich entlasten. Die ausgewerteten Messungen bis Ende 2000 entsprechen noch dem Zustand vor der Erneuerung der Anlage. Es wird interessant sein, im nächsten Gewässerbericht den Einfluss der ARA-Erneuerung dokumentieren zu können. Der Alten Aare wird darum im vorliegenden Kapitel ein eigener Abschnitt gewidmet.

28 29 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Emme

Die Emme ist einer der grossen Flüsse im Kanton Bern. Sie entspringt zwischen Hohgant und Augstmatthorn und mündet nach rund 80 km bei Zuchwil (SO) in die Aare. Die Emme fliesst annähernd auf ihrer ganzen Länge zwischen Dämmen, mit denen seit über 150 Jahren das angrenzende Land vor den gefürchteten Hochwassern geschützt wird. Die als Folge der Begradigung des Flusslaufes immer noch anhaltende Sohlenerosion wurde bis vor 10 Jahren mit konventionellen Querschwellen (ungefähr eine pro Kilometer) gebremst.

Um das Problem der fortschreitenden Betteintiefung nachhaltig in Griff zu bekommen, werden seit 1992 mit gutem Erfolg neue Methoden angewendet: einseitige oder beidseitige Uferaufweitungen die sogenannten «Emmenbir- nen». Zwischen Burgdorf und Gerlafingen wird die Abflussmenge wesentlich durch das parallel zum Hauptgerinne verlaufende Kanalsystem beeinflusst, mit dem mehrere Dutzend Kleinkraftwerke gespiesen werden. Die Emme führt in diesem Abschnitt Restwasser.

Emme bei Kemmeriboden-Bad Foto B. Siegenthaler

Eine ganze Reihe von Kläranlagen entwässert direkt oder über Seitengewässer in die Emme: die ARA Langnau in die Ilfis nur wenige Meter vor dem Zusammen- fluss mit der Emme, die ARA Mittleres Emmental zwischen Hasle und Burgdorf direkt in die Emme, die ARA Moossee-Urtenenbach in die Urtenen, die ARA Burgdorf-Fraubrunnen in den Emme-Giesse-Kanal sowie die ARA Limpachtal (SO) in den Limpach.

Das Einzugsgebiet der Emme beträgt 963 km2. Die mittlere Abflussmenge bei Eggiwil liegt bei 4.46 m3/s (Extremwerte: 0.84 - 245 m3/s), bei Emmenmatt bei 11.8 m3/s (Extremwerte: 0.43 - 510 m3/s) und bei Wiler bei 19.1 m3/s (Extrem- werte: 2.26 - 530 m3/s).

28 29 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Önz

Die Önz, welche im Oberlauf bis Wynigen Chappelen- und Öschbach genannt wird, entspringt nördlich von Affoltern i. E. auf rund 800 m ü. M. In Wynigen wird die Önz durch eine alte Wasserteilstation reguliert, so dass bei Nieder- und Mit- telwasserführung etwa zwei Drittel des Abflusses des Chappelenbaches dem Önztal zugeführt werden und der Rest in den Wynigebach abgeleitet wird. Bei Hochwasser erfolgt eine anteilsmässige Erhöhung der Zufuhr ins Önztal.

Nach Wanzwil werden der Önz die gereinigten Abwässer der ARA Herzogen- buchsee zugeführt. Der mittlere Abfluss der Önz bei Heimenhausen beträgt rund 1.2 m3/s. Die langjährigen Extremwerte liegen bei 0.33 und 18.5 m3/s.

Önz bei der Mündung in die Aare Foto V. Maurer

Langete

Die Langete entspringt im Gebiet Ahorngrat/Fritzenfluh nordwestlich des Napf auf rund 1'100 m ü. M. und entwässert ein Gebiet von 133 km2. Die Langete zeigt insgesamt einen recht natürlichen, mäandrierenden und von vielen Ufergehölz- streifen begleiteten Flusslauf. Als wichtige Seitengewässer sind der Rotbach bei Huttwil und der Ursenbach bei Kleindietwil zu nennen.

Am Flusslauf der Langete liegen zwei Kläranlagen: Unterhalb von Rohrbach die ARA Huttwil-Rohrbach und zwischen Lotzwil und Langenthal die ARA Lotzwil. Die ARA Langenthal entwässert in den Brunnbach, der seinerseits in die Murg mündet. Der Zusammenschluss der verschiedenen ARAs in diesem Einzugs- gebiet in eine zentrale Anlage Aarwangen (ZALA) ist für das Jahr 2004 geplant. Deren Auslauf wird in Zukunft direkt in die Aare münden.

Der mittlere Abfluss der Langete bei Roggwil beträgt rund 2 m3/s. Die langjäh- rigen Extremwerte liegen bei 0.9 und 16 m3/s.

30 31 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

La Birse / la Trame

La Birse réunit avec la Sorne les eaux du canton au nord de la ligne de partage du Jura. En-dessous de Reconvilier la Trame déverse dans la Birse. Les STEP de Tavannes, Court et Moutier se situent le long du cours de la Birse; celle de Tramelan déverse dans la Trame. Le débit moyen de la Birse se monte à environ 3,3 m3/sec; à Moutier, les extrêmes varient entre 0.4 m3/sec et 43 m3/sec.

La Sorne

En amont la Sorne traverse comme petit ruisseau les pâturages du Jura, quelques parties boisées et puis plus bas profondément entravée les gorges du Pichoux. Tandis que le ruisseau est corrigé par diverses mesures en dur, il coule de façon naturelle dans la partie des gorges. Lécoulement moyen sélève à 4.3 m3/sec à Delémont avec des extrêmes de 0.6 jusquà 60 m3/sec.

La Birse, Gorges de Moutier Foto A. von Känel

La Sorne, Gorges du Pichoux Foto A. von Känel

30 31 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.1.1 Ammonium NH4

Kommunale Abwässer (Abbauprodukte von menschlichen und tierischen Ausscheidungen) und landwirtschaftliche Dünger, namentlich Gülle und Kunst- dünger, enthalten Ammonium-Stickstoff. Bei hohen pH-Werten und erhöhten Temperaturen in Gewässern kann sich Ammonium in fischtoxisches Ammoniak umwandeln.

Numerische Anforderungen der GSchV an Fliessgewässer: 0.2 mg/l N bei über 10 °C und 0.4 mg/l N bei unter 10 °C Wassertemperatur.

Da Ammonium hauptsächlich mit dem gereinigten Abwasser aus Abwasserrei- nigungsanlagen in die Flüsse und Bäche eingetragen wird, sind insbesondere Gewässer und Gewässerabschnitte unterhalb von nicht oder ungenügend nitrifizierenden Abwasserreinigungsanlagen beeinträchtigt.

Von den untersuchten Gewässern kann der Zustand bezüglich Ammonium nur für das Schwarzwasser, die Sense, die Aare am Thunerseeausfluss, den Diessbach und die Raus als sehr gut bezeichnet werden. Der Zustand der Aare für Ammonium unterhalb von Bern bis zum Bielersee ist unbefriedigend bis mässig. Einen unbefriedigenden bzw. schlechten Zustand hinsichtlich der Ammoniumbelastung haben der Mirchelbach unterhalb der ARA Grosshöch- stetten, die Hang-Giesse nach der ARA Rubigen, heute noch die Alte Aare unterhalb von Lyss, die Emme unterhalb der Mündung der Ilfis (Einleitung der ARA Langnau), die Önz unterhalb der ARA Herzogenbuchsee, der Rotbach nach der ARA Dürrenroth, die Langete nach der ARA Huttwil, der Brunnbach nach dem Einlauf der ARA Langenthal, die Trame, die Birs zwischen Reconvi- lier und Court und die Sorne. Das Problem liegt in der Regel bei ungenügend nitrifizierenden Abwasserreinigungsanlagen, in seltenen Fällen auch bei der ungenügenden Kapazität des Vorfluters.

��

�� Thun Kiesen Bern Bremgarten Wohlei Hagneck Biel Büren Murgenthal

Ammoniumkonzentration in der Aare zwischen Thun und Murgenthal. Auswertung der 4-jährigen Messreihen 1997-2000. Der Einfluss der grossen Kläranlagen auf die Ammoniumkonzentration ist auch in der Aare deutlich erkennbar, ebenso der Abbau des Ammoniums (Nitrifikation) im Bielersee.

32 33 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Ammoniumbelastung der Fliessgewässer

� ��

��

� � � ��

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��

Numerische Anforderungen der GSchV an �� Fliessgewässer für Ammonium �� 0.2 mg/l N bei über 10 °C � 0.4 mg/l N bei unter 10 °C �� Zustandsklassen für Ammonium � Zustand über 10 °C unter 10°C �� sehr gut < 0.04 mg/l N < 0.08 mg/l N ��

gut 0.04 - 0.2 0.08 - 0.4 � ��

mässig 0.2 - 0.3 0.4 - 0.6 �� unbefriedigend 0.3 - 0.4 0.6 - 0.8 �� schlecht > 0.4 mg/l N > 0.8 mg/l N

32 33 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

��

�� Verlauf der Ammoniumkonzentration (90-Perzentil der Zweijahresintervalle) in der Aare seit 1975/76. Trotz des deutlichen Konzentrationsrückgangs seit Mitte der neun- ziger Jahre werden die Anforderungen gemäss Gewässerschutzverordnung unterhab von Bern noch nicht eingehalten. Die Sanierung der beiden Grosskläranlagen Region Bern AG und Worblental wird zu einer deutlichen Entlastung der Aarestrecke Bern - Bielersee führen.

��

�� Ammoniumkonzentration in der Langete. Auswertung der 2-jährigen Messreihen 1999-2000. Die Einlei- �� tung der ARA Huttwil (28'000 EW) führt zu einer deutlichen Belastung �� und zur Überschreitung der gesetzli-

�� chen Anforderungen (Zustand unbe- �� friedigend). Huttwil Kleindietwil Langenthal Roggwil

max. 5.0 mg/l �� La Trame La Birse

��

�� Tramelan Loveresse Reconvilier Pontent Court Court STEP Roches La Verrerie

La concentration d’ammonium dans la Trame et la Birse. Résultats de prélève- ments d’une période de deux ans (1997-98). La Trame est fortement chargée à cause de la STEP de Tramelan (9000 équivalent-habitants). Ceci est dû à un mauvais rapport entre la quantité des eaux usées épurées et de l’eau de la Trame ainsi qu’à une nitrifi- cation partiellement insuffisante dans la STEP. On remarquera aussi les fortes charges d’ammonium dans la Birse en aval des STEP de Tavannes et de Court.

34 35 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

��

�� Emmenmatt Zollbrück Burgdorf Gerlafingen �� Ammoniumkonzentration in der Emme. Links: Auswertung der 4-jährigen Messreihen 1997-2000. Rechts: 90- Perzentile der Zweijahresintervalle. Die Einleitung der Abwässer aus der ARA Langnau in die Ilfis führt zu einer deutlichen Ammoniumbelastung auch in der Emme. Die Anforderungen der GSchV sind unterhalb der ARA nicht eingehalten. Im Gegensatz zur ARA Langnau besitzt die ARA Mittleres Emmental (61'200 EW) seit Mitte der 90er- Jahre, die ARA Burgdorf ab dem Sommer 2002 eine Nitrifikationsstufe zur Reduktion ihrer Ammoniumfracht.

Stickstoffelimination in den Berner Kläranlagen Im Jahr 2000 wurden den Berner Kläranlagen 4'780 Tonnen Stickstoff zugeleitet. Knapp 40 % davon haben die Kläranlagen aus dem Abwasser entfernt. Im Vergleich zu den Vorjahren hat vor allem die Nitrifikation, d. h. die Elimination von Ammonium, Fortschritte gemacht. Sie ist von 54 % auf 66 % gestiegen.

��

Die Abwasserreinigungsanlagen, die nur auf den Abbau organischer Stoffe ausgelegt sind, haben sich in vielen Situationen als ungenügend erwiesen. In hochbelasteten Anlagen kann Ammonium, das den Fliessgewässern einerseits viel Sauerstoff entzieht und andererseits dort zu fischtoxischem Ammoniak wird, kaum oder gar nicht abge- baut werden. Anlagen mit einer Nitrifikationsstufe kennen diese Probleme nicht. Bei der Nitrifikation wird in der ARA das Ammonium durch Mikroben Nitrosomonas( und Nitrobacter) zu Nitrit und weiter zu Nitrat umgewandelt.

1 µm

Autotrophe Bakterien (Nitrosomonas und Nitrobac- ter) bauen im Belebungsbecken von nitrifizierenden Kläranlagen Ammonium in Nitrat um. Sie heissen autotroph, weil sie für ihren Stoffwechsel keine organischen Stoffe benötigen, sondern ihre Biomasse aus

Kohlendioxid CO2 aufbauen.

Die meisten Abwasserreinigungsanlagen wurden ursprünglich nicht mit einer Nitrifika- tionsstufe ausgerüstet. Ein nachträglicher Ausbau bedingt häufig eine deutliche Volu- menvergrösserung der Belebungsbecken oder einen Wechsel der Verfahrenstechnik.

34 35 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.1.2 Nitrit NO2

Nitrit kommt in natürlichen Gewässern nur in Spuren vor. Höhere Nitritkonzent- rationen können z. B. unterhalb von ARA-Einleitungen gemessen werden, wenn Ammonium noch nicht vollständig über Nitrit zu Nitrat umgewandelt wurde. Nitrit ist ein starkes Fischgift, das den Sauerstofftransport des Blutes beein- trächtigt.

Qualitative Anforderungen der GSchV an Fliessgewässer: Die Nitrit- und Ammoniak-Konzentrationen dürfen die Fortpflanzung und Entwicklung empfindlicher Organismen wie Salmoniden nicht beeinträchtigen.

Zusätzliche Zielvorgaben des BUWAL als Ergänzung der Anforderun- gen der GSchV: Nach heutigen Kenntnissen über die Toxizität von Nitrit für Salmoniden werden in Abhängigkeit der Chloridkonzentrationen Qualitäts- ziele zwischen 0.02 und 0.10 mg/l N verwendet.

Die Bachforellen gehören zur Familie der Sal- moniden. Sie reagieren besonders empfindlich auf Belastungen der Gewässer durch Nitrit. Die Nitritkonzentrationen erfüllen nur in den unbelasteten Oberläufen und unmittelbar nach den Seeausflüssen die Zielvorgaben. Dort können die Gewäs- ser in der Regel hinsichtlich ihrer Nitritbelastung als sehr gut eingestuft werden. Überall sonst muss der Zustand der untersuchten Gewässer bezüglich Nitrit als mässig, unbefriedigend oder schlecht bezeichnet werden. Unterhalb von Kläranlagen ist fast überall eine Zunahme der Nitritkonzentration und eine Ver- schlechterung der Gewässerqualität um eine bis zwei Klassen erkennbar.

��

Nitritkonzentrationen in der Chise, der �� Trame und der Birs. Auswertung der 2-

�� jährigen Messreihen 1997-1998. Deutlich erkennbar ist der Einfluss der Abwasser- �� reinigungsanlagen. Unterhalb der ARA �� werden die Zielwerte durchwegs nicht �� eingehalten. Zäziwil Freimettigen Schlupf Kiesen

max. 1.6 mg/l max. 0.6 mg/l �� La Trame La Birse ��

�� Tramelan Loveresse Reconvilier Pontent Court Court STEP Roches La Verrerie

36 37 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Nitritbelastung der Fliessgewässer

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��

� � � ��

� ��

��

Zusätzliche Zielvorgaben des BUWAL für �� Nitrit �� 0.02 mg/l N bei unter 10 mg/l Cl � 0.05 mg/l N bei 10 bis 20 mg/l Cl �� 0.10 mg/l N bei über 20 mg/l Cl � � �� Zustandsklassen für Nitrit � Zustand bei 10 - 20 mg/l Cl �� sehr gut < 0.02 mg/l N ��

gut 0.02 - 0.05 � ��

mässig 0.05 - 0.08 �� unbefriedigend 0.08 - 0.10 �� schlecht > 0.10 mg/l N

36 37 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.1.3 Nitrat NO3

Nitrat ist bei guten Sauerstoffverhältnissen in Fliessgewässern mengenmässig die wichtigste Stickstoffverbindung. Hohe Nitratkonzentrationen in Gewässern gelten als Indikator für die Einleitung von gereinigten Abwässern sowie für die Abschwemmung und Auswaschung überdüngter Böden.

Numerische Anforderung der GSchV: 5.6 mg/l N für Fliessgewässer, die der Trinkwassernutzung dienen.

Der Zustand der Aare kann bis zur Einmündung der Saane bezüglich Nitrat als sehr gut und danach als gut bezeichnet werden. Für die übrigen Gewässer ist der Zustand hinsichtlich der Nitratbelastung abgesehen von wenigen Ausnah- men gut oder sehr gut.

Ausnahmen mit mässigem, unbefriedigendem oder schlechtem Zustand sind der Mirchelbach unterhalb von Grosshöchstetten, die Chise unterhalb der ARA Konolfingen, die Hang-Giesse nach der ARA Rubingen, der Mühlibach, der Schwarzbach und die Giessen auf der rechten Aareseite, der Stadtbach Bern, die Altache, die Önz unterhalb der ARA Herzogenbuchsee, die Langete nach der ARA Huttwil, der Brunnbach nach dem Einlauf der ARA Langenthal und die Trame nach Tramelan.

��

�� Thun Kiesen Bern Bremgarten Wohlei Hagneck Biel Büren Murgenthal

Nitratkonzentrationen in der Aare zwischen Thun und Murgenthal. Auswertung der 4-jährigen Messreihen 1997-2000. In Fliessrichtung der Aare nimmt die Nitratkon- zentration stetig zu. Die Werte liegen trotzdem überall deutlich unter der numerischen Anforderung von 5.6 mg/l N.

��

Nitratkonzentrationen (90-Perzentil der Zweijahresintervalle) in der Aare seit 1965/66. Nachdem die Nitratkonzentrationen bis Mitte der 80er-Jahre kontinuierlich zugenommen haben, sind sie seither mehr oder weniger konstant geblieben.

38 39 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Nitratbelastung der Fliessgewässer

� ��

��

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� ��

��

Numerische Anforderung der GSchV an �� Fliessgewässer für Nitrat 5.6 mg/l N für Fliessgewässer, die der � Trinkwassergewinnung dienen. �� Zustandsklassen für Nitrat �

Zustand ��

� � sehr gut < 1.5 mg/l N ��

gut 1.5 - 5.6 � ��

mässig 5.6 - 8.4 �� unbefriedigend 8.4 - 11.2 �� schlecht > 11.2 mg/l N

38 39 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

��

�� Huttwil Kleindietwil Langenthal Roggwil ��

��

�� Emmenmatt Zollbrück Burgdorf Gerlafingen ��

��

�� Zäziwil Freimettingen Schlupf Kiesen ��

Nitratkonzentration in der Langete, der Emme und der Chise. Links: Auswertung der 2- bzw. 4-jährigen Messreihen 1997-2000. Rechts: 90-Perzentile der Zweijahresintervalle. Für die allge- meine Zunahme der Nitratkonzentrationen im Längsverlauf der drei Gewässer ist hauptsächlich die Landwirtschaft verantwortlich. Die Nitrateinträge aus den ARA sind durchwegs geringer. Bis Ende der 80er-Jahre haben die Nitratbelastungen zugenommen, danach sind sie stetig zurückgegangen. Grund dafür sind vor allem Massnahmen in der Landwirtschaft, in geringerem Ausmass trägt aber auch der Ausbau der ARA zur Nitratreduktion bei.

40 41 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Eintrag von Stickstoff und Phosphor in die Gewässer

Der Anteil der Landwirtschaft an der Belastung der Oberflächengewässer mit Stickstoffverbindungen beträgt im Kanton Bern etwas über 50 %. Beim Gesamtphosphor sind es rund 30 %. Die wichtigsten Belastungsquellen für die Oberflächengewässer sind die Abschwemmung bzw. Auswaschung von Dünger aus Wiesland und bereits bei leichten Hanglagen auch die Bodenero- sion auf Äckern .

Stickstoff und Phosphor sind wichtige Pflanzennährstoffe und darum von grosser Bedeutung für den Anbau von Kulturpflanzen. Ein Teil dieser Verbindungen vor allem Nitrat kann bei unsachgemässer Ausbringung mit den versickern- den Niederschlägen ins Grundwasser ausgewaschen werden. Das Nitrat geht der Landwirtschaft als Nährstoff verloren, belastet das Grundwasser und ver- ringert die Qualität des Trinkwassers.

Bei Standortkartierungen in den Wäldern des Schweizer Mittellandes ist in den letzten Jahren eine Zunahme von stickstoffzeigenden Pflanzen (Brennnesseln, Brombeeren etc.) auf sauren, eher nährstoffarmen Böden zu verzeichnen. Auffallend ist die Lage solcher «ins Kraut schiessender» Bestände in unmittelbarer Nähe von stark gedüngtem Landwirtschaftsland und von grösseren Viehmastbetrieben. Erhöhte Stickstoffeinträge über den Luftpfad führen zu Nährstoffungleichgewichten und zur Versauerung des Bodens. Die Folge ist das Auswaschen von Stickstoff sowie anderen Nähr- und Schadstoffen in die Oberflächengewässer und ins Grundwasser.

Mit einem Schleppschlauch-Vertei- ler gelangt die Gülle exakt dosiert dorthin, wo sie hingehört. Nicht auf die Pflanzen, sondern zentimeterge- nau auf den Boden Foto UFA-Revue

Um die Phosphor- und Stickstoffeinträge in die Oberflächengewässer und ins Grundwasser möglichst zu vermeiden, müssen folgende Voraussetzungen eingehalten werden: Ausgeglichene Nährstoffbilanz in den landwirtschaftlichen Betrieben auf einem angepassten Ertragsniveau Ausreichende und baulich einwandfreie Lagerkapazitäten für Hofdünger Standort- und zeitgerechte Düngung mit geeigneter Ausbringtechnik (z. B. Schleppschlauchverfahren) Erhaltung und Förderung der Bodenstruktur zur Verminderung der Auswa- schungs-, Abschwemmungs- und Erosionsrisiken Berücksichtigung eines genügend breiten Schutzstreifens mit extensiver Nutzung entlang von Gewässern Längerfristig die Umstellung der Betriebe auf noch ökologischere Anbau- methoden

40 41 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.1.4 Phosphat PO4

Phosphat (Ortho-Phosphat) ist der biologisch leicht verfügbare Anteil des Gesamtphosphors. Es ist derjenige Nährstoff, welcher normalerweise das Algen- und Wasserpflanzenwachstum in Gewässern bestimmt. Eine Überdün- gung durch Phosphat führt in Seen zu unerwünschtem Wachstum der Algen und Sauerstoffmangel im Tiefenwasser. Phosphat wird durch kommunale und industrielle Abwässer, durch Abschwemmungen aus intensiv gedüngten landwirtschaftlichen Flächen und durch die Erosion der Böden in die Gewässer eingetragen. Phosphat ist ein Indikator für die zivilisatorische Belastung von Seen und Flüssen.

Zielvorgabe des BUWAL : 0.04 mg/l P

Die Phosphatbelastung der Gewässer stammt zum überwiegenden Teil aus den Abwasserreinigungsanlagen. Die grossen Anlagen (Thun, Worblental, Bern und Biel) leiten das gereinigte Abwasser in die Aare. Wegen der hohen Wasserfüh- rung nimmt die Phosphatkonzentration in diesem Gewässer entlang der Fliess- richtung aber nur wenig zu. In der Aare sind die Zielvorgaben für Phosphat heute überall erfüllt. Ihr Zustand kann darum bezüglich dem Phosphat als sehr gut eingestuft werden. Die Anstrengungen zur weiteren Reduktion der Phos- phorfrachten in der Aare müssen wegen des nach wie vor unbefriedigenden Zustandes des Bielersees dennoch fortgesetzt werden (siehe Kapitel 2.6).

Im Gegensatz zur Aare können die Abwasserreinigungsanlagen und die Abschwemmungen aus der Landwirtschaft in den kleinen und mittleren Gewässern die Phosphatkonzentration deutlich erhöhen. In der Rotache, der Chise, im Schwandbach, in der Alten Aare unterhalb von Lyss, der Önz, der Langete, der Trame, der Birs und der Sorne werden die Zielvorgaben fast durchwegs nicht eingehalten. Ihr Zustand ist hinsichtlich der Phosphatbelas- tung als unbefriedigend bis schlecht zu bezeichnen.

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Phosphatkonzentrationen (90-Perzentil der Zweijahresintervalle) in der Aare seit 1965/66. Seit den 90er-Jahren sind die numerischen Anforderungen für Phosphat in der Aare überall eingehalten. Entlang des Aarelaufes nimmt die Konzentration heute vergleichsweise wenig zu. Allerdings führen die Einleitungen der gereinigten Abwässer aus der Agglomeration Bern bei der Messstelle Wohleibrücke zu merkbar erhöhten Phosphatwerten.

42 43 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Phosphatbelastung der Fliessgewässer

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��

� � � ��

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��

Zusätzliche Zielvorgabe des BUWAL für �� Phosphat

0.04 mg/l P � �� Zustandsklassen für Phosphat �� Zustand �� sehr gut < 0.02 mg/l P �� gut 0.02 - 0.04 �

� �� mässig 0.04 - 0.06 �� unbefriedigend 0.06 - 0.08 ��

�� schlecht > 0.08 mg/l P

42 43 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.1.5 Gelöster organischer Kohlenstoff (DOC)

Der DOC (Dissolved Organic Carbon) ist ein Mass für die Belastung eines Gewässers mit gelösten organischen Substanzen. Sie sind zum Teil natürlicher Herkunft (Bodenabschwemmungen, Stoffwechsel- und Abbauprodukte von Tieren und Pflanzen) oder stammen von gereinigten Abwässern aus Kläranla- gen und Industriebetrieben.

Numerische Anforderung der GSchV: 1 - 4 mg/l C in Abhängigkeit der natürlichen Vorbelastung.

Die numerischen Anforderungen der GSchV an die DOC-Belastung in einem Gewässer sind abhängig von seiner natürlichen Vorbelastung. Für die Aare haben die Anrainerkantone Bern, Solothurn und Aargau die Anforderungen gemeinsam auf 2 mg/l C festgelegt. Die gleiche Anforderung wird im vorliegenden Bericht auch für die Alte Aare und die Giessen verwendet. Für die übrigen untersuchten Fliessgewässer im Kanton Bern gilt als numerische Anforderung ein DOC-Wert von 4 mg/l C.

Generell sind die untersuchten Fliessgewässer schwach bis mässig mit DOC belastet. Die Ausnahmen sind eine Anzahl Messstellen unterhalb von ARA- Einleitungen (der Mirchelbach unterhalb von Grosshöchstetten, die Alte Aare unterhalb der ARA Lyss, die Sorne unterhalb von Bellelay). Gewässer im Ein- zugsgebiet von Moorflächen können natürlicherweise eine erhöhte DOC-Kon- zentration aufweisen (z.B. Rotache, Sense, Schwarzwasser, Emme Oberlauf).

��

�� Thun Kiesen Bern Bremgarten Wohlei Hagneck Biel Büren Murgenthal DOC-Konzentration in der Aare zwischen Thun und Murgenthal. Auswertung der 4-jährigen Messreihen 1997-2000. Die DOC-Belastung nimmt in Fliessrichtung zu. Der Zustand der Aare bezüglich der DOC-Belastung kann bis zum Kanton Solothurn als gut bezeichnet werden. Danach ist ihr Zustand jedoch mässig und sie entspricht den Anfor- derungen der GSchV an die DOC-Konzentration im Gewässer nicht mehr.

�� DOC-Konzentration (90-Per- �� zentil der Zweijahresinter- � �� valle) in der Aare seit 1981. Die � � � �� Messdaten zeigen in der Aare an � allen längerfristigen Messstellen � einen kontinuierlichen Rückgang �� der DOC-Belastung. Seit etwa � 5 Jahren sind die numerischen �� Anforderungen mit Ausnahme � der Messstelle Murgenthal ein- �� gehalten. ��

44 45 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

DOC-Belastung der Fliessgewässer

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��

� � � ��

� ��

��

Numerische Anforderungen der GSchV an �� Fliessgewässer für DOC �� 2 mg/l C für Aare, Alte Aare und Giessen � 4 mg/l C für die übrigen Fliessgewässer �� Zustandsklassen für DOC �� Zustand Aare, Alte Aare, übrige Fliess- Giessen gewässer �� sehr gut < 1 mg/l C < 2 mg/l C ��

gut 1 - 2 2 - 4 � �� mässig 2 - 3 4 - 6 ��

unbefriedigend 3 - 4 6 - 8 �� schlecht > 4 mg/l C > 8 mg/l C

44 45 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.1.6 Keime (Escherichia coli)

Als Indikator für das Vorkommen von pathogenen, d. h. krankheitserregenden Keimen, werden die fäkalcoliformen Bakterien (Escherichia coli) betrachtet. Sie sind ein Mass für die Gewässerhygiene und damit auch für die Badewasser- qualität.

Zusätzliche Zielvorgabe des VOKOS: 1'000 Keime/100 ml. Dies entspricht der Grenze zwischen «keine Beanstandung» und «Beanstandung» der Emp- fehlung für die Beurteilung von See- und Flussbädern (BUWAL 1991).

1 µm

Escherichia coli (E. coli) oder andere coliforme Bak- terien im Gewässer deuten auf eine Belastung durch Fäkalabwasser hin.

Die Keimzahlen sind in den untersuchten Gewässern relativ hoch. Ausnahmen bilden die Seeausläufe des Thuner- und Bielersees sowie kleinere unbelastete Gewässer. Betroffen von hohen Keimzahlen sind dabei auch Gewässer, in denen während den Sommermonaten häufig gebadet wird (z.B. Emme, Aare unterhalb von Bern, Alte Aare).

Ein guter oder sehr guter Zustand hinsichtlich der Keimzahlen bedeutet, dass in den meisten Fällen davon ausgegangen werden kann, dass die Anforderungen an die Badewasserqualität erfüllt sind.

��

�� Thun Kiesen Bern Bremgarten Wohlei Hagneck Biel Büren Murgenthal

Keimkonzentration (E. coli) in der Aare zwischen Thun und Murgenthal. Auswer- tung der 4-jährigen Messreihen 1997-2000. Massgebend für die Keimbelastung der Aare sind die Einleitungen von gereinigten kommunalen Abwässern. Durch die im Gewässer stattfindende Selbstreinigung werden die Keimzahlen reduziert, z.B. zwischen Wohlei und Hagneck oder im Bielersee.

��

�� Keimkonzentration (E. coli) in der Emme �� zwischen Emmenmatt und Gerlafingen. �� Auswertung der 4-jährigen Messreihen 1997-2000. Unterhalb der ARA-Einläufe �� sind die Keimzahlen deutlich erhöht. Emmenmatt Zollbrück Burgdorf Gerlafingen

46 47 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Keimbelastung der Fliessgewässer

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��

� � � ��

� ��

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Zustandsklassen für Keime (E. coli) �� Zustand

� sehr gut < 100 Keime pro 100 ml �� gut 100 - 1000 �� mässig 1'000 - 4'000 �� schlecht > 4'000 Keime pro 100 ml �� In den mit mässig bzw. schlecht bezeichneten � �� Gewässern sind die hygienischen Anforderun- �� gen an die Badewasserqualität in der Regel �� nicht erfüllt.

46 47 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.1.7 Alte Aare

Die Alte Aare ist seit der ersten Juragewässerkorrektion, bei der die Aare durch den Hagneck-Kanal mit dem Bielsersee verbunden wurde und mit dem Bau des Kraftwerkes Aarberg in den 60er-Jahren, eine «Restwasserstrecke». Sie beginnt beim Stau von Aarberg nur wenig oberhalb des Kraftwerkes und mündet vor Büren in den Nidau-Bürenkanal. Durch die konstante Wasserführung und die herabgesetzte Wasserqualität unterhalb der ARA Lyss ist das aquatische Öko- system stark beeinträchtigt.

Bei Aarberg entspricht die Wasserqualität der Alten Aare noch weitgehend jener der Aare. Auf der zweiten Hälfte der Fliessstrecke hat aber bis anhin die Einleitung der ARA Lyss die Wasserqualität massiv beeinträchtigt. Die ARA Lyss ist zur Zeit im Ausbau und nach Abschluss dieser Sanierung wird sich die Belastung der Alten Aare durch die gereinigten Abwässer der ARA merklich verringern.

Die unten dargestellten Messungen aus dem Jahr 2000 beschreiben den Zustand der Alten Aare vor dem Ausbau der ARA Lyss. Bei allen Parametern ist der zum Teil massive Anstieg der Schadstoffkonzentrationen durch die ARA- Einleitung zwischen der Messstelle Kappelen und Busswil offensichtlich. Die Messungen in der Alten Aare werden später wiederholt und der nächste Gewässerbericht wird die Wirkung des ARA-Ausbaus dokumentieren können.

�� Ammoniumkonzentration in der Alten Aare zwischen Aarberg und Büren. Aus- �� wertung der 1-jährigen Messreihen 2000. Während oberhalb der ARA Lyss die numerischen Anforderungen eingehalten sind, �� muss der Zustand der Alten Aare unterhalb der Einleitung bezüglich der Ammoniumbe- �� lastung als schlecht eingestuft werden. Aarberg Kappelen Busswil Meienried

�� Nitritkonzentration in der Alten Aare zwischen Aarberg und Büren. Auswer- �� tung der 1-jährigen Messreihen 2000. Oberhalb der ARA Lyss kann der Zustand �� der Alten Aare hinsichtlich der Nitritbelas- �� tung als mässig, unterhalb der Einleitung als mässig bis unbefriedigend eingestuft �� werden. �� Aarberg Kappelen Busswil Meienried

48 49 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

�� Nitratkonzentration in der Alten Aare zwischen Aarberg und Büren. Auswer- �� tung der 1-jährigen Messreihen 2000. Die numerischen Anforderungen für Nitrat �� (5.6 mg/l N) sind in der Alten Aare überall eingehalten. Ihr Zustand bezüglich der

�� Nitratbelastung kann durchwegs als gut �� eingestuft werden. Ein Anstieg der Nitrat- konzentration unterhalb der ARA Lyss ist

�� trotzdem feststellbar. �� Aarberg Kappelen Busswil Meienried

�� Phosphatkonzentration in der Alten Aare �� zwischen Aarberg und Büren. Auswer- tung der 1-jährigen Messreihen 2000. �� Während der Zustand der Alten Aare hin-

�� sichtlich der Phosphatbelastung oberhalb �� der ARA Lyss als sehr gut gelten kann, muss er unterhalb von Lyss als mässig bis �� schlecht bezeichnet werden. Aarberg Kappelen Busswil Meienried

�� DOC-Konzentration in der Alten Aare zwischen Aarberg und Büren. Auswer- �� tung der 1-jährigen Messreihen 2000. Die Alte Aare oberhalb der ARA Lyss erfüllt �� die numerischen Anforderungen. Dort ist �� ihr Zustand bezüglich der Belastung durch �� DOC gut. Unterhalb der Einleitung der gereinigten Abwässer muss er als unbefrie- �� digend bis mässig taxiert werden. Aarberg Kappelen Busswil Meienried

�� Keimkonzentration (E. Coli) in der Alten Aare zwischen Aarberg und Büren. Aus- �� wertung der 1-jährigen Messreihen 2000. Die Alte Aare ist bereits vor der ARA Lyss �� deutlich mit Keimen belastet. Dort ist ihr Zustand bezüglich der Belastung durch

�� Keime mässig. Die Einleitung der ARA Lyss führt zu einer massiven Zunahme der Keim- �� zahl im Gewässer. � Aarberg Kappelen Busswil Meienried

48 49 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.2 Biologische Gewässergüte ausgewählter Fliessgewässer

An den Messstellen der chemisch-physikalischen Untersuchungen wurden im September 1998 und im März/September 2000 auch Erhebungen zur biologischen Gewässergüte mittels Kieselalgen-Aufwuchsanalysen durchgeführt. Die Hauptgewässer Aare, Emme und die Saane oberhalb der Mündung in die Aare wurden während beiden Jahren, die übrigen Gewässer abwechslungsweise 1998 und 2000 untersucht. 1998 waren dies ausgewählte Gewässer des Berner Juras sowie Seitengewässer der Aare zwischen Thun und Bern, im Jahr 2000 die Sense und das Schwarzwasser, die Alte Aare und Gewässer im Oberaar- gau.

Die Kunstwerke dieser feingemusterten Plätt- chen sind Schalen der nur 5 - 25 µm grossen Kieselalgen. Die drei Arten sind typisch für nährstoffreiche Gewässer: Cocconeis placentula oben (Schalenaussenseite), Achnanthes minu- tissima Bildmitte (Schaleninnenseite), Navicula cf. minima unten (Schaleninnenseite). REM Aufnahme Walter Güttinger, Pura; Bestimmung Dr. J. Hürlimann, AquaPlus.

Kieselalgen als Bioindikatoren

Als Biomasse aufbauende Organismen besiedeln verschiedene Algen die Gewässersohle. Kolonien von Kieselalgen bilden dort braune Häute und Zotten. Erst unter dem Elektronenmikroskop wird sichtbar, dass die Aussenseite dieser einzelligen Algen aus zwei Teilen besteht, die durch die Einlagerung von Kie- selsäure beständig ist. Anhand der Form dieser Schalen können Fachleute die Kieselalgenart bestimmen.

Kieselalgen sind weit verbreitet und kommen das ganze Jahr in Gewässern vor. Die Zusammensetzung der Arten wird hauptsächlich durch die Beschaffenheit des Wassers beeinflusst, auch der Geschiebetrieb spielt eine Rolle. Die Soh- lenstruktur hingegen ist weniger von Bedeutung. Zusammen mit den artspezifi- schen Ansprüchen an die Wasserqualität sind Kieselalgen gute Bioindikatoren für die Gewässergüte (biologisch indizierte Wasserqualität).

Bei der Differentialartenanalyse nach Lange-Bertalot werden Algen nach einer vorgegebenen Methode von Sohlensteinen entnommen, Dauerpräparate her- gestellt und je Probe bei 500 Schalen die Kieselalgenart bestimmt und aus- gezählt. Aufgrund der unterschiedlichen Empfindlichkeit verschiedener Arten gegenüber Belastungen durch organische Stoffe (Differentialartengruppen von hypersensibel bis resistent) kann anhand der ermittelten Artenzusammenset- zung die Wasserqualität festgestellt werden.

50 51 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Biologische Gewässergüte 1998/2000

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� � �� Biologische Gewässergüte 1998 und 2000. Kieselalgen-Analysen nach Differen- �� tialartengruppen. Die ursprünglich vier- bzw. neunstufige Beurteilung wurde an die �� fünf Zustandsklassen des Modul-Stufenkonzeptes «Chemie» angepasst. ��

�� Erhebung und Auswertung: Dr. J. Hürlimann, AquaPlus in Auftrag GBL Kt. Bern ��

50 51 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Thunersee bis zum Bielersee mit Seitengewässern

Unterhalb des Thunersees wies die Aare eine gute Qualität auf, mit einer für saubere nährstoffarme Seeausflüsse typischen vielfältigen Artenzusammen- setzung. Die höchste Zahl systematischer Einheiten (Arten und Variationen) wurde hier mit 53 Taxa festgestellt. Bis Bern bewirkten die Seitengewässer und Kläranlagen in beiden Jahren eine Veränderung der Gewässergüte von gering zu mässig belastet, welche bis zur Mündung in den Bielersee grösstenteils so verblieb. Die Artenzahl nahm bis auf etwa die Hälfte ab. Dominant waren Kieselalgen, welche in schweizerischen Fliessgewässern häufig sind, erhöhte Nährstoffkonzentrationen ertragen und gegen organische Belastungen sensibel reagieren.

1998 nahm die Gewässergüte der Rotache im Lauf von gering zu mässig belastet ab, ebenso der Anteil empfindlicher Arten. Die mässig belastete Chise wurde durch den als Vorfluter für die ARA Grosshöchstetten funktionierenden und stark beeinträchtigten Mühlibach verschlechtert (mässig belastet mit Ten- denz zu kritisch belastet). Der nur gering belastete Diessbach führte in der Chise zu keiner Verbesserung.

Eine Auswahl von Bachstellen auf der rechten Aareseite zeigte 1998, mit Aus- nahme einer nur gering belasteten Giessestelle, durchschnittlich mässig (und leicht stärker) belastete Giessen und Seitenbäche, welche auf Einträge aus den Landwirtschaftsflächen und der ARA Rubigen zurückzuführen sind. Die Haupt- arten sind gegenüber organischen Belastungen sensibel und nährstoffliebend und sind weit verbreitet.

Aare bei Uttigenfluh Foto A. von Känel

Alte Aare

Aus den Erhebungen im Jahr 2000 ging eine mässige Belastung mit Tendenz zu kritisch belastet hervor. Dieser unbefriedigende Zustand trat im Frühjahr im ganzen Lauf auf, während die Herbstprobe erst unterhalb der ARA Lyss diesen Befund aufwies. Dort kamen Arten vor, welche neben erhöhten Nährstoffen auch kritische organische Belastungen tolerieren.

52 53 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Aare zwischen Bielersee und Kantonsgrenze

Die im Herbst 1998 unterhalb des Bielersees nur gering belastete Aare verliess nach Aufnahme verschiedener Seitengewässer in mässig belastetem Zustand das Kantonsgebiet. Es dominierten Arten, die gegenüber organischen Belas- tungen sensibel reagieren, jedoch erhöhte Nährstoffkonzentrationen tolerieren. Zum selben Befund vom Herbst 2000 wurde linksufrig in Murgenthal eine Verschlechterung festgestellt (mässig mit Tendenz zu kritisch belastet). Diese ungenügende Qualität trat im Frühjahr 2000 ab dem Bielersee-Ausfluss an allen drei untersuchten Stellen auf. Der Anteil toleranter und resistenter Arten war höher. Die Artenzusammensetzung des Seeausflusses war reichhaltig (42 Arten) und typisch für schwach eutrophe Seen. Nach der Mündung der Alten Aare und der Altwasserschlaufe des Häftli nahm die Artenzahl bis auf 52 zu. An der Kantonsgrenze waren im Aufwuchs nur noch zwei Arten des Bielersees vorhanden. Es dominierten Kieselalgen nährstoffreicher bis organisch stark belasteter Verhältnisse.

Aare bei Wynau Foto A. von Känel

Les eaux du Jura bernois

En septembre 1998, le laboratoire analysa leau de la Trame, de la Birse avec le ruisseau du Chaluet et la Raus ainsi que de la Sorne. La Birse présente une eau peu à moyennement polluée jusquà son point de confluence avec la Trame. A cet endroit, la qualité de leau se gâte, devenant parfois critique. Plus en aval, la Birse «reprend des couleurs» grâce à larrivée des eaux du Chaluet et de la Raus, toutes deux dassez bonne qualité; elle reste peu à moyennement polluée, tout en voyant sa qualité saméliorer encore jusquà sa sortie du canton.

La Sorne nest encore quun petit ruisseau quand elle reçoit les effluents de la STEP de Bellelay, quelle ne réussit pas à digérer: en aval de lexutoire, on observe que 81 % des espèces indicatrices présentes dans le cours deau sont caractéristiques des eaux très polluées; cest le taux le plus élevé jamais observé dans le canton. Plus en aval, la qualité de leau de la Sorne saméliore par le fait du pouvoir dautoépuration naturelle du cours deau, sans pourtant jamais atteindre les exigences minimales requises. La diversité biologique la plus grande est observée dans la Birse à laval du point de confluence de la Trame (43 espèces). Dans ce secteur, les espèces dalgues siliceuses exigeantes cohabitent avec des espèces peu exigeantes. Dans le reste des cours deau, la diversité biologique observée reste dans la moyenne.

52 53 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Emme

Die Analysen des Jahres 2000 zeigen ein einheitliches Bild: Die oberhalb der Mündung der Ilfis mässig belastete Emme verschlechterte sich im Lauf bis Gerlafingen zu Tendenz kritisch belastet (je 5 von 6 Proben, alle zwei Monate beprobt). Im Herbst 1998 war der Verlauf entsprechend, die oberste Stelle wies auf eine weniger gute Qualität hin. Die Artenzahlen der hochwassergeprägten Emme waren stark schwankend und eher gering. Spontanbesiedler wie Cym- bella sinuata kamen in hohem Anteil vor. Die festgestellten Kieselalgen sind typisch für schweizerische Fliessgewässer unterschiedlicher Belastung.

Langete bei Wystägen Foto A. von Känel

Gewässer im Oberaargau

Im Frühjahr und Herbst 2000 wurden Proben analysiert aus der Önz, der Lan- geten mit Rotbach, Ursenbach und Brunnbach sowie der Rot. Mit Ausnahme des mässig belasteten Rotbaches oberhalb der ARA Dürrenroth und einem Brunnbach-Seitengewässer musste bei allen Stellen eine unbefriedigende Gewässergüte festgestellt werden (mässig mit Tendenz zu kritisch belastet). Die Kläranlagen Huttwil und Langenthal bewirkten die stärksten Beeinträchti- gungen der Vorfluter (kritische Belastung). Die ermittelten Arten sind typisch für schweizerische Fliessgewässer unterschiedlicher Belastung. An verschiedenen Stellen trat ein hoher Anteil an resistenten Arten auf.

Sense und Schwarzwasser

Beide im Jahr 2000 beprobten voralpinen Flüsse waren gering bis teilweise mässig belastet. Es kamen grösstenteils Arten vor, die gegen organische Belastungen empfindlich sind. Als Folge des natürlichen Geschiebetriebes ist die Artenzahl gering (bis maximal 22).

Saane

Oberhalb der Mündung in die Aare war die Saane im Herbst 1998 gering belastet, zwei Jahre später mässig belastet. Mit maximal 49 traten deutlich mehr Arten auf als in der Sense. Dazu kamen u.a. auch Arten des oberliegenden Schiffenensees. Die für wechselfeuchte Bedingungen typische Art Navicula mutica kam hier häufig als Folge der künstlichen Abflussschwankungen vor.

54 55 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Entwicklung von Differentialartengruppen im Flusslauf der Emme

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�� Empfindlichkeitsgruppen von Kieselalgen �� (Differentialartengruppen) im Lauf der Emme. �� Daten und Grafik Dr. J. Hürlimann, AquaPlus im Auftrag �� GBL Kt. Bern ��

Kieselalgen sind unterschiedlich empfindlich gegenüber organischen Belastun- gen. Nehmen letztere zu, vermögen nur noch robuste Arten im Fliessgewässer zu überleben. Das Differentialartensystem unterscheidet vier Hauptempfind- lichkeitsstufen:

Empfindliche Arten Hypersensible: Das Wachstum ist bei mässiger organischer Belastung gehemmt.

Sensible: Arten, die bis zur kritischen Belastung vorkommen können. Robuste Arten Tolerante: Arten, die bis in organisch stark belastete Gewässer auftreten. Resistente: Arten, die auch in organisch stark und übermässig belasteten Gewässern vital existieren können.

Aus den Ergebnissen der zwei untersuchten Jahre geht hervor, dass generell der Anteil empfindlicher Arten im Jahr 2000 höher war als 1998. Dominant waren sensible Algen im zweiten Jahr, während weniger empfindliche (sensible bis tolerante) in der ersten Untersuchung häufiger waren. Anspruchsvolle Arten waren nur schwach vertreten. Eine Ausnahme bildete die Herbstprobe bei Burgdorf mit einem Anteil von 25 % sensiblen bis hypersensiblen Arten. Im Flusslauf nimmt mit der Aufnahme von Seitengewässern, der Siedlungsentwäs- serung und Einträgen aus der Landwirtschaft die stoffliche Belastung zu. Ent- sprechend wies die unterste Emmestelle bei Gerlafingen den grössten Anteil an robusten Arten auf. Auffallend ist der recht hohe Anteil an belastungstoleranten Arten im Herbst 1998.

54 55 Gewässerbericht 1997-2000

Zusammenfassung biologische Gewässergüte

Aus den Erhebungen von 1998 und 2000 geht hervor, dass

in der Aare bis zum Bielersee, den voralpinen Flüssen Sense und Schwarz- wasser, der Rotache sowie der Saane vor der Mündung in die Aare durchwegs gute bis genügende Qualitäten vorherrschten

eine teilweise unbefriedigende Güte festgestellt wurde bei etwa der Hälfte der Stellen der Aare unterhalb des Bielersees, der Emme, der Seitengewässer des Aaretales und des Berner Juras

die Alte Aare und die Gewässer im Oberaargau eine ungenügende Qualität aufweisen

die beiden kleinen Vorfluter Mühlibach-Mirchel und Sorne durch die Kläranla- gen von allen untersuchten Stellen am stärksten verschmutzt wurden.

56 Gewässerbericht 1997-2000

1.3 Gesamtbeurteilung und Handlungsbedarf

Der Handlungsbedarf zur chemisch-biologischen Wasserqualität in Fliessge- wässern orientiert sich an den Anforderungen der Gewässerschutzverordnung und die Gesamtbeurteilung zusätzlich an den Zielvorgaben des Modul-Stufen- Konzeptes. Massgebend für die Einstufung eines Gewässers ist in der Regel derjenige Parameter, welcher zur stärksten Abweichung von den Anforderun- gen bzw. Zielvorgaben Anlass gibt. Dort allerdings wo erhöhte DOC-Konzent- rationen auf Grund von besonderen natürlichen Vorbelastungen auftreten (z.B. Rotache, Sense und Schwarzwasser) wurde der DOC nicht für die Beurteilung berücksichtigt.

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Klassen und Kriterien für die Gesamtbeurteilung und den Handlungsbedarf. Für den Handlungsbedarf werden die fünf Gewässerzustandsklassen zu drei Handlungs- bedarfsklassen zusammengefasst. Für den Handlungsbedarf sind die Parameter der GSchV massgebend. Für die Gesamtbeuteilung werden zusätzlich die Parameter des Modul-Stufen-Konzeptes berücksichtigt.

Für die Gesamtbeurteilung (Abbildung Seite 58) werden mehr Parameter berücksichtigt als für die Herleitung des Handlungsbedarfes (Abbildung Seite 59). Darum kann für die Gesamtbeurteilung bei einzelnen Gewässern eine schlechtere Einstufung resultieren als für den Handlungsbedarf.

Die beiden Zustände «sehr gut» und «gut» werden zum Handlungsbedarf «gering» zusammengefasst. Unbefriedigende und schleche Gewässerzustände werden zu einen hohen Handlungsbedarf. Damit ist der dargestellte Hand- lungsbedarf mit dem des VOKOS-Berichtes 1997 direkt vergleichbar.

Von den untersuchten Fliessgewässern erfüllen die Anforderungen und Zielvor- gaben nur die Aare unmittelbar nach den Seeausflüssen, die Sense und das Schwarzwasser, unbelastete Seitenbäche (Diessbach, Ruisseau de Chaluet, La Raus) sowie Oberläufe.

Deutlich nicht eingehalten sind die Anforderungen und Zielvorgaben vorwiegend an relativ kleinen Gewässern im Bereich von Kläranlageneinleitungen oder in landwirtschaftlich intensiv genutzten Gebieten. Dort besteht aufgrund der Gewässerbelastung ein hoher Handlungsbedarf zur Verbesserung der Wasserqualität.

Aare

Die Aare weist auf den Fliessstrecken Bern bis zum Bielersee und im Ober- aargau einen Handlungsbedarf für die Verbesserung der Wasserqualität auf. Die dominanten Belastungsquellen in der Region Bern sind dabei die grossen Kläranlagen ARA Region Bern AG und ARA Worblental. Unterhalb dieser Belas- tungsquellen ist der Handlungsbedarf hoch. Im Oberaargau weist die Aare eine erhöhte Belastung an gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) und einen mittleren Handlungsbedarf auf.

57 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Gesamtbeurteilung Wasserqualität

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Gewässer mit roten, orangen und gelben Punkten erfüllen entweder die gesetzlichen Anforderungen �� oder die Zielvorgaben des Modul-Stufen-Konzep- tes (BUWAL) nicht. Rote und orange markierte � Flüsse und Bäche weisen eine allgemein hohe �� zivilisatorische Belastung auf, der Zustand ist �� als unbefriedigend bzw. schlecht zu bezeichnen. �� Nur die Gewässer mit blauen und grünen Punkten � erfüllen sämtliche Vorgaben. �� Die Gesamtbeurteilung eines Gewässers ergibt �� sich aus der jeweils ungünstigsten Einstufung �

� �� bezüglich der Parameter Ammonium, Nitrit, Nitrat, Phosphat, DOC und biologische Gewäs- �� sergüte. Dort, wo eine natürlich erhöhte DOC- �� Konzentration zu erwarten ist, wurde der DOC für �� die Gesamtbeurteilung nicht berücksichtigt.

58 59 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Handlungsbedarf Wasserqualität

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Rote und gelbe Gewässer erfüllen die gesetzlichen Anforderungen nicht, deshalb ist ein Handlungs- �� bedarf für die Verbesserung der Wasserqualität vorhanden. Die grünen Gewässer erfüllen die Anforderungen. In den rot eingefärbten Flüssen � �� und Bächen ist die Gewässerbelastung stark und �� der Handlungsbedarf für Verbesserungsmass- �� nahmen deshalb hoch. Gelb eingefärbte Gewäs- � ser weisen einen mittleren, grüne einen geringen �� Handlungsbedarf auf. �� Der Handlungsbedarf ergibt sich aus der jeweils � �� ungünstigsten Einstufung bezüglich der Parame- � �� ter Ammonium, Nitrat, DOC und biologische �� Gewässergüte. Wo eine natürlich erhöhte DOC- �� Konzentration zu erwarten ist, wurde der DOC für �� den Handlungsbedarf nicht berücksichtigt.

58 59 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Rotache

Der Handlungsbedarf ist in der Rotache gering. Allerdings führen erhöhte Phos- phat- und Nitritwerte im Oberlauf zu einer teilweise unbefriedigenden Gesamt- beurteilung.

Chise

Im unteren Abschnitt der Chise ist die Belastung durch die beiden Kläranlagen Grosshöchstetten und Konolfingen sowie vermutlich auch durch Einträge aus der Landwirtschaft gut messbar: Sowohl chemische Parameter als auch die biologische Gewässergüte zeigen eine Verschlechterung der Wasserqualität. Der Handlungsbedarf ist als mittel einzustufen, in der Gesamtbeurteilung resultiert ein unbefriedigender bis schlechter Zustand.

Giessen, Mühlibach, Schwandbach und Schwarzbach

Gering ist der Handlungsbedarf bezüglich der Wasserqualität für die Belper Giessen. Generell mittel ist der Handlungsbedarf für die Giessen rechts der Aare, für den Mühlibach und den Schwarzbach. Verantwortlich dafür ist die Belastung durch Nitrat. Unterhalb der ARA Rubigen ist der Handlungsbedarf hoch.

Stadtbach Bern

Im Stadtbach, der das landwirtschaftlich genutzte Wangental durchfliesst, sind einzig die Nitratkonzentrationen erhöht, was zu einem mittleren Handlungsbe- darf führt.

Sense und Schwarzwasser

In diesen beiden Voralpenflüssen ist der Handlungsbedarf gering. Leicht erhöhte Nitratkonzentrationen weisen auf eine Belastung durch die Landwirt- schaft sowie durch die zahlreichen Kleinkläranlagen hin (vgl. Kap. 1.4). Der erhöhte DOC-Gehalt ist vermutlich natürlichen Ursprungs.

Saane

Der Handlungsbedarf in der Saane kann als gering eingestuft werden. In der Gesamtbeurteilung wird der Zustand des Gewässers vor der Mündung wegen der erhöhten Nitritkonzentration (Zielvorgabe nicht erfüllt) als mässig bezeichnet.

Alte Aare

Die Messungen der Wasserqualität im Jahr 2000 in der Alten Aare bestätigen den Handlungsbedarf für den gegenwärtigen Ausbau der ARA Lyss: Oberhalb der ARA ist der Handlungsbedaf in der Alten Aare mittel, unterhalb der ARA hoch.

Emme

Der Handlungsbedarf der Emme ist vor allem unterhalb der Ilfismündung wegen der ARA Langnau als hoch einzustufen. Im Unterlauf führen drei grössere ARA sowie Einträge aus der Landwirtschaft zu einer Verschlechterung der Wasser- qualität. Der Handlungsbedarf ist deshalb im Unterlauf als mittel zu bezeichnen. Diverse Messergebnisse wie die Ammonium-, Nitrit-, Phosphat- und DOC- Belastung sowie die biologische Gewässergüte führen insgesamt zu einer mässigen bis unbefriedigenden Gesamtbeurteilung des Gewässers zwischen der Ilfismündung und der Kantonsgrenze.

60 61 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Önz

Das Gewässer wird durch Einträge aus der Landwirtschaft und im Unterlauf durch die ARA Herzogenbuchsee übermässig belastet. Der Handlungsbe- darf zur Verbesserung der Wasserqualität ist deshalb mittel bis hoch. In der Gesamtbeurteilung wird der Zustand des Gewässers als schlecht eingestuft. Eine ganze Reihe von Gewässerparametern erfüllen abschnittsweise die Anforderungen bzw. die Zielvorgaben nicht: Ammonium, Nitrit, Nitrat, Phosphat, gelöster organischer Kohlenstoff und biologische Gewässergüte.

Langete

Der Handlungsbedarf zur Verbesserung der Wasserqualität ist in der Lan- gete durchwegs mittel bis hoch und der Zustand gemäss Gesamtbeurteilung schlecht. Die Ursache der übermässigen Gewässerbelastung liegt bei den Kläranlagen und Einträgen aus der Landwirtschaft. Verschiedene Parameter erfüllen wie in der Önz die Anforderungen bzw. die Zielvorgaben nicht: Ammo- nium, Nitrit, Nitrat, Phosphat, gelöster organischer Kohlenstoff und biologische Gewässergüte.

Rotbach

Unterhalb der ARA Dürrenroth weist der Rotbach einen hohen bis mittleren Handlungsbedarf auf (Ammoniumbelastung). Weiter ist die Phosphatbelastung als hoch einzustufen.

Rot

In die Rot entwässert keine grössere ARA. Trotzdem weist das Gewässer einen mittleren Handlungsbedarf und eine insgesamt schlechte Gesamtbeurteilung auf. Auffallend sind dabei die erhöhten Nitrit- und Phosphatwerte sowie die mangelhafte biologische Gewässergüte.

La Birse / La Trame

Il est urgent de prendre des mesures draconiennes pour améliorer la qualité des eaux de la Trame et de la Birse en amont de Moutier. Ces cours deau sont trop chargés en ammonium, en nitrites et en phosphate. Le ruisseau de Chaluet et la Raus, quant à eux, sont peu pollués.

La Sorne

La Sorne est très polluée par le phosphate et le carbone organique dissous (COD), ainsi que, sur son cours amont, par des nitrites et de lammonium. Des mesures sévères de protection des eaux savèrent indispensables.

60 61 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.4 Chemisch-physikalische Untersuchungen von kleinen Fliess- gewässern (Stufe F)

Für das Einzugsgebiet der Sense und des Schwarzwassers sowie für den Ober- aargau sind im Jahr 2000 die kleinen Fliessgewässer zum ersten Mal chemisch- physikalisch untersucht worden.

Bei den Erhebungen der Stufe F das sind flächendeckende Erhebungen geht es um die Ermittlung anthropogener Belastungen anhand von wenigen Parametern. Der Stichprobenumfang bleibt dabei klein und die Messkampagne beschränkt sich auf einen relativ kurzen Zeitraum (1 Jahr). Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen einen raschen Überblick über die wichtigsten Aspekte des Zustandes kleiner Fliessgewässer und deren Beeinträchtigungen geben.

Mutzgraben Foto V. Maurer

Die im Jahr 2000 durchgeführten chemisch-physikalischen Untersuchungen der Stufe F umfassen in der Regel vier über das Jahr verteilte Probenahmen. Gemessen wurden der gelöste organische Kohlenstoff (DOC) sowie die Ammo- nium-, Nitrat- und Phosphatkonzentration. Für die Beurteilung massgebend ist das grösste 75-Perzentil der vier Parameter.

Die Untersuchungen der Stufe F im Einzugsgebiet der Sense und des Schwarz- wassers sowie im Oberaargau zeigen eine generell unbefriedigende, oft auch schlechte Wasserqualität der Fliessgewässer. Nur an den Oberläufen und oberhalb von Siedlungen ist die Wasserqualität der untersuchten Gewässer gut bis sehr gut.

Die grösste Belastung resultiert häufig durch Phosphat. Aber auch die Nitrat-, die Ammonium- und die DOC-Werte geben unterhalb von Abwasserreinigungs- anlagen teilweise Anlass zu einer unbefriedigenden Einstufung. In einigen Fällen erfüllen verschiedene Parameter die Anforderungen bzw. Zielvorgaben nicht (siehe nachfolgende Abbildungen).

62 63 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Gesamtbeurteilung im Einzugsgebiet der Sense und des Schwarzwassers (Stufe F)

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Nummer Gewässer Messstelle Landeskoordinaten F100 Studegrabe Mühle nach Aeckenmatt 593864 / 189362 F101 Studegrabe 593754 / 189012 F102 Studegrabe Farneren 593957 / 188240 F103 Dorfbach 593311 / 185873 F104 Dorfbach 592328 / 183292 F105 Dorfbach 591957 / 182630 F106 Walenhuus 592632 / 180508 F107 Eigen 589844 / 180242 F108 Laubbach Laubbach 591164 / 178310 F109 Laubbach Laubbach 591088 / 178235 F110 Lindenbach nach Vordermuttern/Mamishaus 595000 / 183946 F111 Widengraben 594880 / 182853 F112 Lindenbach 596563 / 183590 F113 Lindenbach 597183 / 184351 F114 Gambach unterhalb Mülihalten 596306 / 182136 F115 Gambach 595331 / 180592 F116 Gambach 597339 / 182731 F117 Biberze 598060 / 181862 F118 Schwarzwasser 597955 / 180727 F120 Eigrund 597989 / 180533

Gesamtbeurteilung des chemisch-physikalischen Gewässerzustandes Stufe F im Einzugsgebiet der Sense und des Scharzwassers (Beprobung 2000). Das Unter- suchungsgebiet umfasst das Einzugsgebiet der Sense und des Schwarzwassers. Die Messstellen liegen in der Regel im Einflussbereich von Kläranlagen oder Kleinkläranla- gen.

62 63 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Gesamtbeurteilung im Oberaargau (Stufe F)

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Gesamtbeurteilung des chemisch-physikalischen Gewässerzustandes Stufe F im Oberaargau (Beprobung 2000). Für die Untersuchung der Stufe F von kleinen Fliess- gewässern sind im Einzugsgebiet der Sense und des Schwarzwassers im Jahr 2000 an insgesamt 57 Messtellen in der Regel jeweils vier Wasserproben untersucht worden.

64 65 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Nummer Gewässer Messstelle Landeskoordinaten F001 Vord. Huusberg 620800 / 222444 F002 Waldhüsli 620497 / 222227 F003 Hint. Huusberg 622067 / 223391 F004 Stauffenbach 622419 / 222561 F005 Stauffenbach 622684 / 221071 F006 Mutxgraben 619803 / 221090 F007 Altache 621726 / 225027 F008 Bach Bleienbach 624187 / 225926 F009 Bach Rütschelen 625634 / 225313 F010 Chappelebach 618808 / 216970 F011 Wynigenbach 614667 / 219259 F012 Chärnerechbach Niederösch 613207 / 218550 F013 Chärnerechbach Bickigen 616075 / 215494 F014 Fischbach 615625 / 211149 F050 Wissachen Büelmatt 629788 / 216375 F051 Wissachen Hohstägen 629682 / 213674 F052 Flüebach 627465 / 215830 F053 Huebbach 626293 / 215391 F054 Bach bei Schattenrain 625488 / 222420 F055 Bach an der Bisig 626356 / 223590 F056 Maltenbachbach 628210 / 223420 F057 Bach bei Brüggenweid 628197 / 223050 F058 Raschbach 627107 / 225489 F060 Hübeli 628619 / 227818 F061 Schuelbächli Schwändi 628097 / 227718 F062 Dorfbach 631220 / 226321 F063 Sängibach 630205 / 229678 F064 Weierbächli 627851 / 230462 F065 Antere 618192 / 235573 F066 Siechenmatt 617099 / 233907 F067 Rumihof 618038 / 233309 F068 Gürbu 617692 / 232046 F070 Oeschenbach Bleuen 623882 / 218322 F071 Oeschenbach 624681 / 220243 F072 Moorbach 625358 / 219883 F073 Walterswilbach 625744 / 219676 F074 627501 / 218705 F075 Glasbach 627858 / 219414 F076 Wilberg 627214 / 219906 F077 Ibach 632974 / 219284 F078 Fribach 633376 / 221003 F079 Ibach 632646 / 219405 F080 Seebach 618380 / 225700 F081 Spiegelbergbach 617533 / 220419 F082 unterhalb Rägenhaulen 619106 / 221518 F083 Walkersmatten 617772 / 222228 F084 unterhalb von Seeberg 616834 / 222577 F085 bei Winistorf 616227 / 222316 F086 616020 / 230527 F087 Seebergbach 619761 / 229535 F088 620567 / 230682 F091 bei Stockmatt 612947 / 232469 F092 Siggern 612415 / 232616 F093 bei Rumisberg 615527 / 234410 F094 Osch 615677 / 231282 F095 bei Moos 615824 / 232711 F096 bei Wiedlisbach 615951 / 234001

Messstellen der Stufe F im Oberaargau (Beprobung 2000). Das Untersuchungsge- biet umfasst das Einzugsgebiet der Langete, der Önz und der Ösch sowie einige kleinere Bäche nördlich der Aare. Die Messstellen liegen in der Regel im Einflussbereich von Kläranlagen oder Kleinkläranlagen.

Im Kanton Bern gibt es etwa 860 Kleinkläranlagen (Stand Ende 2002). Das sind Anlagen mit einer Grösse von 5 bis 100 Einwohnerwerten. Sie finden Anwen- dung für abgelegene kleine Abwasserquellen, bei denen ein Anschluss an eine zentrale ARA schlecht möglich oder sehr aufwändig ist. Die grösste Dichte von Kleinkläranlagen im Kanton Bern besitzt das Einzugsgebiet des Schwarzwas- sers (siehe Abbildung Seite 63).

Die 106 «grossen» Kläranlagen im Kanton Bern, d. h. jene mit mehr als 100 Ein- wohnerwerten, weisen zusammen eine Belastung von rund 1.46 Mio. EW auf (Stand Ende 2002). Die Kleinkläranlagen kommen zusammen auf gerade 8'000 bis 9'000 Einwohnerwerte. Die grösste Anlage im Kanton Bern, jene der Stadt Bern, ist mit 350'000 Einwohnerwerten belastet.

64 65 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

1.5 Ökomorphologie

Ein Gewässer kann viele Gesichter haben. Einige haben ihres sogar ganz verloren und sind unter dem Boden verschwunden. Im Laufe der letzten 15 Jahre ist die Erkenntnis gewachsen, dass nebst der chemischen Wasserqualität und der Abflussmenge (Restwasser) auch die Strukturvielfalt der Gewässersohle und der Ufer von grösster Bedeutung für den Gewässerlebensraum und die Erhaltung der Artenvielfalt ist. Die meisten Wasserbewohner reagieren sehr empfindlich auf negative Veränderungen in ihrer Umgebung und zeigen dies durch fehlende Fortpflanzung, Abwanderung oder generell einen Rückgang der Bestände.

Nur eine naturnahe Struktur der Sohle und Ufer ermöglicht einem Gewässer die Selbstreinigungsprozesse, den natürlichen Stoffaustausch und die Wech- selwirkungen mit der Umgebung uneingeschränkt aufrecht zu erhalten. Ferner müssen Fliessgewässer genügend Platz haben, damit sie ihre ökologischen Funktionen erfüllen können und der Schutz vor Hochwasser gewährleistet ist. Die Ökomorphologie befasst sich mit diesen Zusammenhängen.

Die Groppe (Cottus gobio) ist ein Kleinfisch, der auf gut strukturierte Gewässer mit viel- fältiger Sohle angewiesen ist. Foto Michel Roggo

Im Kanton Bern liegen rund 11000 km Fliessgewässer. In einer flächendecken- den Untersuchung wurden bis Ende 2000 rund 4000 km dieser Gewässerstre- cken auf ihren Natürlichkeitsgrad und ihren Raumbedarf hin untersucht und kartiert. Dazu wird eine vom BUWAL empfohlene Methode verwendet, die mit geringem Aufwand die Erfassung und Beurteilung der ökologisch bedeutenden Strukturen eines Fliessgewässers erlaubt. Die Erhebungen werden vom Bund finanziell unterstützt. Das Ziel dieser groben, flächendeckenden Aufnahmen ist die Erarbeitung einer strategischen Karte. Sie soll Defizite in der ökologischen Funktion der Gewässer aufzeigen und den verantwortlichen Stellen helfen, Prioritäten bei der Umsetzung von Renaturierungsprojekten zu setzen. Im Generellen Entwässerungsplan (GEP) fliessen die Daten der Ökomorphologie- untersuchungen bei der Zustandserhebung der Gewässer ein. Die Daten zum Raumbedarf werden bei Revisionen von Ortsplanungen, Hochwasserschutz- projekten und anderen raumwirksamen Tätigkeiten berücksichtigt.

66 67 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Zur Beurteilung der Ökomorphologie der Fliessgewässer werden ökologisch wichtige Eigenschaften des Gewässers erhoben. Das sind

die Gewässerbreite die Breitenvariabilität der Gewässersohle die Verbauung der Gewässersohle die Beschaffenheit und Durchlässigkeit des Böschungsfusses der Zustand der Uferböschung die Breite und der Bewuchs des dem Gewässer zur Verfügung stehenden Uferbereiches Abstürze im Gewässerlauf, die ein Hindernis für die Fischwanderung darstellen Bauwerke im Gewässer und Eindolungen.

Die Daten werden in einer Datenbank abgelegt und mit einem speziellen Verfahren klassiert, so dass nach Übertragung in ein geografisches Informa- tionssystem (GIS) einzelne Parameter und der ökomorphologische Zustand zusammenfassend als Natürlichkeitsgrad der Gewässerabschnitte in unterschiedlichen Massstäben dargestellt werden kann.

Die ökomorphologische Situation und der dem Gewässer zur Verfügung stehende Raum werden als Natürlichkeitsgrad und Raumbedarf in Klassen eingestuft.

Um eine einheitliche ökomor- phologische Beurteilung der Gewässer zu gewährleisten, werden an ausgewählten Test- strecken die damit beauftragten Mitarbeiterinnen und Mitarbei- ter geschult. Foto Sigmaplan

Der Raumbedarf wird nach den Vorgaben des Bundesamtes für Wasser und Geologie (BWG) beurteilt, unter Einbezug der festgestellten Gewässerbreite und der Breitenwechsel der Bachsohle. Die Klassierung des dem Gewässer zur Verfügung stehenden Raumes erfolgt abschnittweise und wird als

genügend ungenügend oder fehlend

bezeichnet.

66 67 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Fünf Natürlichkeitsklassen

natürlich, naturnah Natürliche und naturnahe Gewässer zeichnen sich durch grosse Wechsel der Bachbreite, einen durchlässigen Über- gangsbereich vom Wasser zum Land und einen breiten Uferstreifen mit gewässerge- rechter Vegetation aus.

wenig beeinträchtigt An wenig beeinträchtigten Gewässern sind nur kleine Ausbuchtungen im Uferbereich vorhanden, der Böschungsfuss ist teilweise verbaut und der Uferbe- reich besteht nur aus einem schmalen Streifen.

stark beeinträchtigt Begradigte und weitgehend verbaute Bäche und Flüsse mit streckenweise gehölzfreiem Ufer werden als stark beein- trächtigt bezeichnet. Der abgebildete Teil des Chräbsba- ches ist in der Zwischenzeit renaturiert worden (Seite 72)

naturfremd, künstlich Fliessgewässer mit durchgehenden Verbauungen in Sohle oder Böschung und mit stark eingeschränktem oder sogar ganz fehlendem Uferbereich werden als künstlich oder naturfremd beurteilt.

eingedolt Wenn das Gewässer unter den Boden verlegt, eingedolt wurde, ist der Lebens- raum zerstört und der Handlungsbedarf zur Verbesserung am dringendsten.

68 69 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Beispiel einer ökomorphologischen Kartierung: die Önz bei Hermiswil. Auffallend sind die Unterschiede zwischen den Bächen im Wald und denen im Landwirtschafts- und Siedlungsgebiet. Bei den Letzteren zeigt die Kartierung grossen Handlungsbedarf für ökologische Aufwertungen.

Regional kann mit detaillierten Darstellungen aufgezeigt werden, welche Gewässerabschnitte am dringendsten einer Sanierung bedürfen. Bei der Priori- tätensetzung für Renaturierungsvorhaben die zu einem grossen Teil aus dem Renaturierungsfonds des Kantons finanziert werden können dienen diese Kartierungen als Entscheidungsgrundlage. Häufig kann auch bereits mit geringem Aufwand beim Gewässerunterhalt durch die Gemeinden die Ufervegeta- tion standortgerecht gepflegt und so die Ökomorphologie verbessert werden. Im Rahmen des ökologischen Ausgleichs in Landwirtschaftsbetrieben sollte an erster Stelle auf Flächen entlang von Gewässern die landwirtschaftliche Nutzung extensiviert werden, damit das Schadenspotenzial gesenkt und die ökologische Funktionstüchtigkeit der Fliessgewässer verbessert werden kann. Landwirte können für diese Flächen Beiträge nach der Öko-Qualitätsverord- nung (Verordnung über die regionale Förderung der Qualität und der Vernet- zung von ökologischen Ausgleichsflächen in der Landwirtschaft) beziehen.

68 69 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Natürlichkeit der Fliessgewässer

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Zusammenfassende Beurteilung der Ökomorphologie der bis 2000 kartierten Fliessgewässer im Kanton Bern. Darstellung der Natürlichkeitsklassen und Uferbe- reiche im Jura, im Mittelland und in den Voralpen. Besonders im Mittelland sind viele Bäche heute nicht mehr sichtbar, weil sie in der Vergangenheit unter die Erde verlegt wurden. Der Schlussbericht der ökomorphologischen Untersuchungen, der die Resul- tate von insgesamt 6'810 km kartierter Fliessgewässerstrecken zusammenfasst, liegt vor (Sigmaplan 2003). Im März 2003 ist ausserdem eine Übersichtskarte des Natürlichkeits- grades im Massstab 1:100'000 erschienen (GSA 2003).

70 71 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Bis Ende 2000 wurden im Kanton Bern Fliessgewässer mit einer Gesamtlänge von rund 4000 km erfasst und ökomorphologisch beurteilt. Das Schwergewicht der Erhebungen ist dabei auf den Jura, das Mittelland und die Voralpen gelegt worden, weil hier der Bedarf zur Aufwertung der Fiessgewässerstrukturen am dringendsten ist. Die Resultate ergeben, dass insgesamt noch knapp ein Drittel der kartierten Gewässerlänge natürlich oder naturnah ist, rund ein Fünftel als wenig beeinträchtigt bezeichnet werden kann und ein Viertel der Gewässer- länge als stark beeinträchtigt, naturfremd oder künstlich beurteilt werden muss. Rund ein Fünftel der Gewässerstrecken wurde in der Vergangenheit unter dem Boden verlegt, d. h. eingedolt.

Die ökomorpholgischen Kartierungen zeigen auch, dass bei knapp der Hälfte aller bisher bearbeiteten Gewässer der zur Verfügung stehende Raum als ausreichend breit bezeichnet werden kann. Hingegen fehlt bei rund 6 % der gesamten Uferlänge ein eigentlicher Uferbereich ganz. Der Rest der Ufer muss als ungenügend breit bezeichnet werden. In diesen Abschnitten ist die Gefahr grösserer Schäden bei Hochwasser beträchtlich.

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� � �� Natürlichkeit der kartierten Fliessgewässer im Kanton Bern. Stand Ende 2000. Noch nicht erhoben sind zu diesem Zeitpunkt die alpinen Gewässer.

Die zusammenfassende Beurteilung zeigt, dass vor allem im Mittelland in den Aarezuflüssen zwischen Bern und Solothurn, im Unterlauf der Emme und im Oberaargau die Gewässer überdurchschnittlich stark beeinträchtigt oder naturfremd sind und ein hoher Anteil eingedolt wurde. In den Voralpen, im Jura und in den bisher bearbeiteten Einzugsgebieten im Oberland dagegen liegt der Anteil natürlicher und wenig beeinträchtigter Gewässerabschnitte bei 50 % oder höher. Diese Ergebnisse widerspiegeln weitgehend die Intensität der Landnut- zung durch Siedlungen, Infrastrukturanlagen und Landwirtschaft.

Nicht nur beim Natürlichkeitsgrad, auch beim Uferbereich der Fliessgewässer sind grosse regionale Unterschiede festzustellen. Die Breite des dem Gewäs- ser zur Verfügung stehenden Raumes ist direkt abhängig von der Intensität der Landnutzung und der Ausdehnung der Siedlungsflächen. Aber auch Strassen, Bahnlinien oder Werkleitungen schränken die Bewegungsfreiheit des Gewäs- sers häufig ein und erhöhen so die Gefahr von Überflutungen bei Hochwasser. Für die Raumplanung besteht vor allem im Mittelland (z. B. Lyssbach, Urtenen, Limpach, Oberaargau) ein grosser Handlungsbedarf, damit den Gewässern der benötigte Raum zur Gewährleistung des Hochwasserschutzes und zur Siche- rung der ökologischen Funktionen zur Verfügung steht.

70 71 Gewässerbericht 1997-2000

Renaturierung der Fliessgewässer

Die ökomorphologische Kartierung liefert wichtige Grundlagen für den zielge- richteten Einsatz finanzieller Mittel bei der Renaturierung der Fliessgewässer, insbesondere auch für Gelder aus dem Renaturierungsfonds des Kantons Bern. Mit dem im Jahre 1997 vom Volk angenommenen Renaturierungsfonds werden im Kanton Bern Aufwertungen von Gewässern finanziell unterstützt.

Chräbsbach vor der Renaturierung Chräbsbach nach der Renaturierung Stand Sommer 2002

Der Chräbsbach ist ein kleiner Aarezufluss, der nördlich der Stadt Bern in die Aare mündet. Auf seinem rund 7.5 km langen Weg fliesst er vorwiegend durch Landwirtschaftsland. Im Zuge der Intensivierung der Produktion in den vergangenen Jahrzehnten wurde auch dieses Gewässer begradigt und die Ufer befestigt. Mit seiner teilweisen Renaturierung wurde nun das Gerinne streckenweise aus seinem Korsett befreit, und der Chräbsbach kann sich dort wieder durch die Landschaft schlängeln. Die Ufer wurden abgeflacht und mit unterschiedlichen Böschungsneigungen abwechslungsreich gestaltet. Statt harter Befestigungen aus Beton oder mit Blöcken werden Geotextilien zu Beginn für die Stabilität der Böschung sorgen, bis die Vegetation mit ihrem Wurzelwerk die Erde zusammenhält. Die Pflanzen- und Tierwelt des Gewässers und des Umlandes profitieren von diesem Rückbau, und auch für den Erholung suchen- den Menschen sind naturnahe Gewässer eine Bereicherung.

72 Gewässerbericht 1997-2000

1.6 Biomonitoring in Fliessgewässern

Seit mehr als 10 Jahren wird in vielen schweizerischen Fliessgewässern ein beträchtlicher Rückgang der Fänge von Bachforellen festgestellt. Davon sind auch mehrere Flüsse und Bäche im Kanton Bern betroffen. Obschon im selben Zeitraum auch die Zahl der aktiven Angler abgenommen hat, muss doch angenommen werden, dass dieser Fangrückgang unter anderem auf abnehmende Fischbestände zurückzuführen ist. Da der Fisch mit seiner Bestandesstärke und Gesundheit den Zustand seines Lebensraumes anzeigt, ist diese Ent- wicklung bedenklich. Im Projekt «Fischnetz Schweiz» von Bund und Kantonen werden mögliche Ursachen und Hintergründe dieser vermuteten Bestandesab- nahmen erforscht. Die hier vorgestellten Untersuchungen sind ein Teilprojekt von «Fischnetz Schweiz».

Im Kanton Bern wurde zwischen 1998 und 1999 ein Überwachungsprogramm (Monitoring) zum Gesundheitszustand von Bachforellen in 17 Gewässerab- schnitten durchgeführt. Weiter wurde die chemische Zusammensetzung von gereinigtem Abwasser aus 11 ARA, sowie die toxische Belastung dieser ARA- Ausläufe mit Hilfe von Biotestverfahren untersucht.

Bachforellen bevorzugen kühle, sauerstoffreiche Bäche in den obersten Fliessgewäs- serabschnitten (Forellenregion). Im Kanton Bern ist die Bachforelle die am weitesten verbreitete Fischart. Foto Michel Roggo

Gesundheitszustand von Bachforellen

Die Untersuchungen von Leber und Niere an Bachforellen haben gezeigt, dass in den unbelasteten Gewässern Chirel und Rot sowie in Simme, Gürbe, La Suze und in der Langete im obersten Abschnitt die geringsten Organveränderungen auftraten. Die deutlichsten Krankheitsmerkmale in Leber und Niere wurden in den Gewässern Aare (Bern), Lyssbach, Alte Aare, Urtenen, Emme-Unterlauf und Langete im unteren Abschnitt gefunden. Unterhalb von drei ARA (Konolfin- gen, Emmental, Huttwil) wurden stärkere Organveränderungen nachgewiesen als oberhalb.

73 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Ferner wurde bei Bachforellenmännchen in den Gewässern Schüss, Alte Aare, Langete und Aare unterhalb von Kläranlagen eine deutlich erhöhte Konzentra- tion an Vitellogenin gemessen, einem Eidottereiweiss, das normalerweise nur von Fischweibchen produziert wird. Dies lässt darauf schliessen, dass diese Bachforellen mit östrogenaktiven Substanzen in Kontakt gekommen waren, die mit grosser Wahrscheinlichkeit via ARA in die Gewässer eingeleitet wurden.

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�� © creato, 5408 Ennetbaden

Bewertung der Organveränderungen in Bachforellen in verschiedenen Gewässer- abschnitten für die Herbstprobenahme 1998. Im Mittelland wurden die ausgeprägtesten Organveränderungen festgestellt (Histologische Untersuchungen: Zentrum für Fisch- und Wildtiermedizin der Unversität Bern, FIWI).

Gesamthaft zeigen diese Untersuchungen zum Gesundheitszustand der Bach- forellen, dass in einigen Gewässern des Mittellandes die Fischbestände einer deutlichen Beeinträchtigung ausgesetzt sind. Generell war der Gesundheitszu- stand von Forellen in Gewässern des Mittellandes schlechter als derjenige der Forellen aus alpinen und jurassischen Gewässern. Wie weitere Versuche und Beobachtungen gezeigt haben, ist der Fortpflanzungserfolg grösser in Gewäs- sern, in denen geringere Organveränderungen an Leber und Niere festgestellt wurden.

74 75 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Qualität von gereinigtem ARA-Abwasser

Die chemischen Analysen von organischen Schadstoffen im gereinigten Abwasser aus Kläranlagen zeigten, dass einzelne ARA (z.B. Lyss, Bern und Worblental) stark überlastet sind und die Menge und Zusammensetzung des anfallenden Schmutzwassers nicht immer befriedigend bewältigen können. Bei starken Niederschlägen nimmt zudem die Belastung im Vorfluter zu, da über die Hochwasserentlastungen ungeklärtes Abwasser ins Gewässer eingeleitet wird.

In einzelnen ARA-Ausläufen wurden stark überhöhte Konzentrationen an Pestiziden gemessen, die zu einer teilweise massiven Überschreitung der gesetzlichen Anforderungen im Vorfluter führen. Die betroffenen ländlichen Einzugsgebiete, der Zeitpunkt dieser Belastungen (frühe Sommermonate) und die festgestellten Unkrautvertilger (Atrazin und Isoproturon) weisen auf die landwirtschaftliche Herkunft der Belastung hin.

Die festgestellten Pestizidmengen können nicht mit einzelnen kleinen Verlusten erklärt werden, sondern sprechen für eine unsachgemässe Entsorgung über- flüssiger Spritzbrühe oder dem Reinigen von Pestizidbehältern.

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� �� Pestizide (Pflanzenbehandlungsmittel) im Auslauf von Berner Kläranlagen (Wochensammelproben Sommer 1998/99). Atrazin, Isoproturon und Metamitron sind Herbizide, die in der Landwirtschaft für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden. Desethylatrazin ist ein Abbauprodukt von Atrazin und deutet darum auf eine vorgängige Belastung durch Atrazin hin.

Im Auslauf von zwei ARA (Bern, Lyss) wurde Nonylphenol in hohen, bei zwei weiteren ARAs (Konolfingen, Gürbetal) in erhöhten Konzentrationen festgestellt. Vermutlich sind schlechte Abbauleistung und Überlastung der Kläranlagen verantwortlich für die erhöhten Werte. Dieser hormonartige Stoff wirkt im Organis- mus ähnlich wie das weibliche Geschlechtshormon Östrogen.

Biotests zur Feststellung der ökotoxikologischen Belastung von gereinigtem Abwasser aus Kläranlagen zeigten zudem bei verschiedenen ARAs positive Befunde (akut toxische und genotoxische Wirkung). Für nahezu alle Kläranla- gen wurde ferner für einzelne Messperioden eine hormonaktive Wirkung der Abwässer aufgezeigt.

74 75 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Die Ergebnisse der chemischen Untersuchungen sowie der Biotests zeigen, dass Abwässer aus Kläranlagen die Gesundheit von Bachforellen teilweise beeinträchtigen können. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn Abwässer im Gewässer nur wenig verdünnt werden oder wenn die eingeleiteten Schadstoffmengen zu hoch sind. Beispielsweise können Pestizide in zu hohen Konzentrationen Organveränderungen an Leber und Niere verursachen. Ebenso ist davon auszugehen, dass die gemessenen hormonaktiven Wirkun- gen der Abwässer bei den Forellenmännchen teilweise zur Produktion von Vitellogenin führen (Vitellogenin ist ein Eidottereiweiss, das normalerweise nur in Weibchen vorkommt).

ARA-Einlauf Foto A. von Känel

Die Ergebnisse weisen ferner darauf hin, dass gereinigte Abwässer aus Klär- anlagen eine grosse Anzahl von Stoffen enthalten, die chemisch nur zu einem Bruchteil identifiziert werden können. Zudem ist das Schädigungspotential vieler Stoffe kaum bekannt. Deshalb wurden die eingesetzten chemischen Ana- lysenverfahren durch Biotests ergänzt, die die ökotoxikologische Wirkung der Abwasserproben zusätzlich charakterisiert haben. Trotz dieser wirkungsvollen Kombination von Testverfahren lassen sich aber konkrete Auswirkungen von Abwässern und anderen Belastungen auf Fisch- oder Nährtierbestände heute nur unzureichend voraussagen.

Die Proliferative Nierenkrankheit (PKD) wird durch Parasiten (Tetracapsula byro- salmonae) verursacht. Sie befallen die Nieren, Leber und andere Organe von Fischen. Sowohl die Befallshäufigkeit als auch die Befallsstärke war bei den untersuchten Forel- len unterhalb der Kläranlagen tendenziell höher als oberhalb.

Da im vorliegenden Monitoring nur die Kläranlagen-Ausläufe untersucht wurden, konnten weitere Belastungsquellen (Drainagen, diffuse Einleitungen) nicht erfasst werden. Über die realen Schadstoffkonzentrationen in den bernischen Gewässern geben diese Untersuchungen erste Hinweise und erlauben die Formulierung weiterer Fragestellungen.

76 77 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass im Projekt Biomonitoring in Fliess- gewässern entscheidende Erkenntnisse zum Gesundheitszustand der Bachfo- rellen in alpinen, voralpinen, Jura- und Mittellandgewässern des Kantons Bern gewonnen werden konnten. Ferner wurden durch gezielte chemische Unter- suchungen gereinigte Abwässer aus Kläranlagen weitergehend charakterisiert und deren ökotoxikologische Wirkung mit verschiedenen Biotestverfahren ermittelt.

In mehreren Fliessgewässern ist die Beeinträchtigung der Fischgesundheit wahrscheinlich auf Stoffe im Abwasser aus den Kläranlagen zurückzuführen, speziell in Gewässern, in denen das Abwasser nur wenig verdünnt wird. Aller- dings sind dies nicht die einzigen Belastungen, die auf die Forellen einwirken.

Auch Hochwasser kann die Eier zerstören, so dass der Nachwuchs für ein Jahr ausbleibt und der Bestand geschwächt wird. Weiter haben sich in vielen Gewässern des Kantons Bern Nierenschäden verursachende Parasiten (PKD - proliferative Nierenkrankheit) angesiedelt, die Bestandesreduktionen verursachen können.

Nicht zuletzt könnte auch die mit der Klimaänderung festgestellte Tempera- turerhöhung der Gewässer der kälteliebenden Bachforrelle Probleme bereiten.

Aus den Ergebnissen des Projektes resultieren diverse Faktoren, die die Gesundheit der Bachforellen beeinträchtigen können. Daraus kann entsprechend ein Handlungsbedarf für Verbesserungsmassnahmen abgeleitet werden. Als Beispiele können erwähnt werden:

Reduktion der Pestizidfrachten aus Kläranlagen (Massnahmen an der Quelle) Verbesserung der Reinigungsleistung von Kläranlagen (vollständigerer Abbau von Schadstoffen wie z.B. Nonylphenol und weitere Stoffe mit hor- monaktiver Wirkung) Generelle Reduktion der Stoffbelastung der Gewässer durch entsprechende Massnahmen an der Quelle

76 77 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

2 SEEN UND KLEINSEEN

2.1 Die drei grossen Berner Seen

Brienzersee Thunersee Bielersee Seespiegel 564 m.ü.M 558 m.ü.M 429 m.ü.M Seefläche 29.7 km2 47.7 km2 37.8 km2 Einzugsgebietsfläche 1130 km2 2451 km2 8210 km2 Seevolumen 5.15 Mia. m3 6.42 Mia. m3 1.12 Mia. m3 Maximale Seetiefe 259 m 217 m 74 m Mittlere Seetiefe 172 m 136 m 29 m Trophiegrad oligotroph oligo-mesotroph meso-eutroph Theoretische mittlere Wassererneuerungszeit 973 Tage 684 Tage 54 Tage

Kenndaten der drei grossen Berner Seen. Die Gesamtfläche der drei grossen Seen des Kantons Bern nimmt mit rund 115 km2 2 Prozent des Kantonsgebietes ein. Brien- zer- und Thunersee sind tiefe Seen des Alpenrandes, der Bielersee ein vergleichsweise flacher Jurarandsee.

Die Sauerstoffversorgung der Seen

Die meisten höheren Organismen sind für ihren Stoffwechsel auf Sauerstoff angewiesen. Für luftatmende Lebewesen steht immer reichlich Sauerstoff zur Verfügung, in Seen aber kann er zum Mangelfaktor werden.

Während der Sommer/Herbst-Stagnation weisen Seen mit genügender Was- sertiefe eine ausgeprägte Temperaturschichtung auf. Der vertikale Wasser- austauch ist dadurch weitgehend unterbunden. Die Algen finden während dieser Zeit in der warmen Oberflächenschicht (Epilimnion) genügend Licht und Nährstoffe, um zu wachsen. Tagsüber ist das oberflächennahe Wasser häufig mit Sauerstoff aus der Photosynthese der Algen übersättigt. Dieser Sauerstoff gelangt während der Stagnationsphase jedoch nicht in tiefere Wasserschichten (Hypolimnion). Zusätzlich wird dort durch den mikrobiellen Abbau von absin- kendem totem Plankton der vorhandene Sauerstoff verbraucht. In produktiven Seen kann es darum im Laufe des Sommers im Tiefenwasser zu sauerstoffar- men oder völlig sauerstofflosen Verhältnissen kommen.

78 79 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Das Wachstum der Algen ist durch die Verfügbarkeit des Nährstoffes Phosphor begrenzt. Dieser stammt hauptsächlich aus der Siedlungsentwässerung und von landwirtschaftlich genutzen Flächen im Einzugsgebiet der Seen. Gewäs- serschutzmassnahmen für stehende Gewässer zielen daher in erster Linie auf eine Reduktion der Nährstoffeinträge aus der Siedlungsentwässerung und der Landwirtschaft ab.

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Der Jahreszyklus eines stehenden Gewässers: Sommerhalbjahr. Im Frühling beginnen sich die oberen Wasserschichten durch die Sonneneinstrahlung zu erwärmen. Das warme Oberflächenwasser schwimmt auf dem kälteren, dichteren Tiefenwasser und mischt sich mit diesem nicht oder nur wenig. Dieser Zustand wird im Sommer durch die intensivere Erwärmung der oberflächennahen Schichten noch verstärkt. Die Schichtung von warmem Oberflächenwasser (Epilimnion) und kaltem Tiefenwasser (Hypolimnion) kann sehr stabil sein. Die Zone zwischen diesen beiden Wasserkörpern wird als Sprung- schicht (Metalimnion) bezeichnet. Sie weist ausgeprägte vertikale Temperaturunter- schiede auf und ist oft nur wenige Meter stark. Der See befindet sich in dieser Periode in der Sommer/Herbst-Stagnation.

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Der Jahreszyklus eines stehenden Gewässers: Winterhalbjahr. Im Herbst kühlt sich das Epilimnion von der Seeoberfläche her ab und die Schichtung wird zunehmend instabil. Winde beginnen den See zu mischen. Er tritt in die Phase der Winterzirkulation ein. Der Temperaturgradient fällt zusammen und der See zirkuliert, je nach Typ, voll- ständig (z. B. Bielersee) oder nur teilweise (z. B. Brienzer- und Thunersee). Durch diese sich jährlich wiederholenden Prozesse wird dem Tiefenwasser immer wieder Sauerstoff zugeführt.

Die Seabird-Multisonde misst und speichert die Wassertiefe, den im Wasser gelösten Sauerstoff, die Tem- peratur, die Leitfähigkeit, die Licht- transmission und den pH-Wert. Die gesammelten Daten geben Auskunft über die Schichtung, die Trübung, die Algenproduktion und die sauer- stoffzehrenden Abbauprozesse in den Seen. Foto GBL

78 79 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Die drei grossen Berner Seen werden regelmässig über- wacht

Dem Brienzer-, Thuner- und Bielersee kommen aufgrund ihrer Bedeutung für die Landschaft, die Trinkwasserversorgung, die Fischerei, die Freizeitaktivitäten und den Tourismus ein hoher Stellenwert zu. Ihre Wasserqualität und Biologie werden durch das Gewässer- und Bodenschutzlabor routinemässig überwacht und dokumentiert. Die erhobenen Daten sind Entscheidungsgrundlagen und dienen der Erfolgskontrolle für Gewässerschutzmassnahmen und Massnah- men im Einzugsgebiet der drei grossen Seen.

Die drei Seen werden monatlich untersucht, wobei das Untersuchungspro- gramm der Jahreszeit angepasst wird. Da grosse stehende Gewässer in der Regel nur langsam auf Eingriffe reagieren, sind langjährige Messreihen notwendig. Nur so können die getroffenen Massnahmen, beispielsweise in der Sied- lungsentwässerung oder in der Landwirtschaft, im Sinne einer Erfolgskontrolle beurteilt werden.

Die gemessenen Parameter werden an den vorgegebenen Zielen und Anfor- derungen der eidgenössischen Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober 1998 beurteilt. Bezüglich biologischer Produktion und Sauerstoffgehalt gelten für stehende Gewässer unter anderem die folgenden Anforderungen:

Der Nährstoffgehalt darf höchstens eine mittlere Produktion von (Algen-) Biomasse zulassen. Besondere natürliche Verhältnisse sind vorbehalten.

Der Sauerstoffgehalt darf in keiner Tiefe und zu keiner Jahreszeit weniger als 4 mg Sauerstoff pro Liter betragen.

Mit dem schliessbaren Zwillings-Planktonnetz kann Zooplankton aus beliebigen Tiefen filtriert werden.

Mit der Schröderflasche wird Wasser für die Bestim- mung der Algenzusammensetzung und des Chloro- phylls entnommen.

Die Schöpfflasche zur Entnahme von Wasserproben wird auf die vorgesehene Tiefe hinuntergelassen und dann geschlossen. Fotos GBL

80 81 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

2.2 Der Brienzersee

Brienzersee Foto M. Zeh

Der Brienzersee – ein grosser Bergsee im Tal

Der Brienzersee ist der tiefste der drei Berner Seen und gehört zu den grossen Alpenrandseen der Schweiz. Wegen seiner Tiefe und Exposition zirkuliert sein Wasserkörper nicht jedes Jahr vollständig bis auf den Grund. Das Tiefenwasser kann sich somit sukzessive aufwärmen. Nach mehreren Jahren ist die Schich- tungsstabilität dann derart gering, dass sich die Wassersäule zu mischen beginnt. Nach 1991 wurde dies erstmals wieder im Winter 1998/99 beobachtet.

Der See weist bei einer Gesamt-Phosphorkonzentration von 0.004 mg/l (Früh- ling 2000) eine sehr geringe Produktivität auf. Er wird als nährstoffarm und wenig produktiv (oligotroph) eingestuft. Dies zeigt sich auch in der guten Sauerstoff- situation: Am Seegrund werden zu jeder Jahreszeit über 6 mg Sauerstoff pro Liter gemessen, und dies trotz der nur gelegentlichen Vollzirkulation.

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Sichttiefe (Secchitiefe) in den drei grossen Berner Seen. Seit 1994 wird im Brien- zersee wie auch im Thuner- und Bielersee durch die Berufsfischer mehrmals pro Woche die Sichttiefe (Secchitiefe) als Mass für die oberflächennahe Trübung des Wassers gemessen. Es zeigt sich, dass die mineralische Trübung im Brienzersee höher ist als im Thunersee. Die vergleichsweise geringen Secchitiefen im Bielersee dagegen sind hauptsächlich auf die biologisch bedingte Trübung (Phytoplankton) zurückzuführen.

80 81 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Die Belastung des Brienzersees mit Abwasser ist gering. In seinem gesamten Einzugsgebiet sind heute 11 kleinere öffentliche Kläranlagen in Betrieb. Sie behandeln das Abwasser von rund 20000 Einwohnern. Da auch die beiden Zuflüsse Aare und Lütschine wenig Nährstoffe eintragen, ist das Wachstum der Algen (die Primärproduktion) sehr gering. Andererseits ist jedoch die Trübung durch den Eintrag von mineralischen Schwebstoffen beträchtlich.

1999 sind die Felchenerträge im Brienzersee überraschend stark zurückgegangen

Der 1999 beobachtete drastische Einbruch der Felchenfangerträge und der gleichzeitige Zusammenbruch der Wasserflohpopulation (Daphnien) haben erneut die Diskussion über den Kraftwerkbetrieb im Grimselgebiet, die See- trübung und deren möglichen Auswirkungen auf die Fische und ihre Nährtiere entfacht.

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Zusammenbruch der Wasserfloh-Population 1999. Das Zooplankton ist die Nah- rungsgrundlage für die Felchen. Dabei spielen die Wasserflöhe (Daphnien) für die erwachsenen Felchen vermutlich die wichtigste Rolle. Aus bisher unbekannten Gründen brach 1999 die Daphnienpopulation fast vollständig zusammen. Die Felchen hungerten, obwohl andere Zooplankter wie üblich vorhanden waren.

Im Zusammenhang mit der Entwicklung der Felchen wurde auch die Frage geklärt, ob Sauerstoffmangel im Seesediment die natürliche Fortpflanzung dieser Fischart behindere. In Zusammenarbeit mit der Eidg. Anstalt für Was- serversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz, EAWAG, wurden im November 2000 an bekannten Felchenlaichplätzen die oberflächennahen Sedimentschichten untersucht. Die Resultate zeigen, dass die Sauerstoffver- sorgung für die sich auf dem Seegrund entwickelnden Felcheneier völlig ausreichend ist.

Um die komplexen Zusammenhänge im Ökosystem Brienzersee darzustellen, hat der Kanton Bern im Frühling 2001 eine Systemanalyse in Auftrag gegeben. Die Ergebnisse dieser Arbeit haben die wichtigsten Wissenslücken und den weiteren Handlungsbedarf aufgezeigt.

82 83 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

2.3 Der Thunersee

Thunersee Foto A. Kirchhofer

Der Thunersee nimmt eine Mittelstellung ein

Der Thunersee liegt nicht nur geografisch zwischen dem Brienzer- und Bieler- see. Auch hinsichtlich Temperatur, Sauerstoffgehalt, Nährstoffkonzentration und Planktonzusammensetzung nimmt der grösste der drei Berner Seen eine Mittelstellung ein.

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�� Im Februar 1999 zirkulierte der Thunersee nach fünf Jahren erstmals wieder bis auf den Grund. Der Vollzirkulation vorausgegangen war eine sich über zwei Jahre hin- ziehende stetige Erwärmung des Tiefenwassers, was zu einer zunehmenden Instabilität der Wasserschichten und einer nachfolgenden Vollzirkulation führte. Die Sauerstoffkon- zentrationen liegen seit 1996 in jeder Wassertiefe immer über 4 mg/l und erfüllen damit die Anforderung der Gewässerschutzverordnung.

Trotz des sehr niedrigen Gesamtphosphorgehaltes von 0.003 mg/l P während der Zirkulationsperiode (Messung Februar 2000) wird der Thunersee zur Zeit noch als oligo-mesotroph und nicht als oligotroph eingestuft. Die Biomassen und die Dynamik des Phytoplanktons sind immer noch höher als im oligotrophen Brienzersee.

82 83 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

An Felchen im Thunersee werden Missbildungen beobachtet

Die Felchen (Coregonus sp.) gelten als Brotfische unserer Berufsfischer. Sie besiedeln als typische Kaltwasserarten mit hohem Sauerstoffbedarf die kühlen Gewässer der Nordhemisphäre. Es sind Schwarmfische, die sich in der Freiwasserregion der Seen aufhalten und sich vorwiegend von Zooplankton, zeitweise auch von Bodenorganismen ernähren. Sie stellen die wichtigste Fischart des Brienzer- und Thunersees dar.

Untersuchungen des Fischereiinspektorates an gefangenen Felchen des Thu- nersees geben nun zu Sorge Anlass: Über die Hälfte der Fische haben verän- derte Geschlechtsorgane. Betroffen sind sowohl weibliche wie auch männliche Felchen und alle Altersklassen. Keine Deformationen wurden bei Felchen aus dem Brienzersee und Bielersee gefunden.

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Missbildungen an Geschlechtsorganen männlicher Felchen aus dem Thunersee. An gefangenen Felchenmännchen wurden wiederholt Abnormitäten in der Ausbildung der Geschlechtsorgane beobachtet. Im Vergleich zu einem normalen männlichen Geschlechtsorgan (grosses Bild) kommen sowohl Zwitterbildungen vor oder der Hoden der Fische ist in verschiedene Kompartimente aufgeteilt (kleine Bilder). Weibliche Fel- chen zeigen ebenfalls Deformationen (Fotos: FIWI Uni Bern).

Die Ursache für die Missbildungen der Thunerseefelchen ist noch nicht geklärt. Zur Zeit laufen verschiedene Abklärungen.

84 85 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

2.4 Der Bielersee

Bielersee mit Petersinsel Foto M. Zeh

Beim Bielersee besteht Handlungsbedarf

Der Bielersee als einer der drei Jurarandseen entwässert rund einen Fünftel der gesamten Fläche der Schweiz. Seine durchschnittliche theoretische Wasser- erneuerungszeit betrug in der Berichtsperiode 54 Tage. Jahreszeitlich variierte sie jedoch zwischen ca. 127 und 17 Tagen beträchtlich.

Der Nährstoffeintrag über die Aare (Hagneck-Kanal), den Zihlkanal (Ausfluss des Neuenburgersees) und die Schüss (la Suze) führt in den oberflächennahen produktiven Wasserschichten zu günstigen Wachstumsbedingungen für das Phytoplankton. Der Bielersee weist denn auch deutlich die höchsten Algenbio- massen der drei grossen Berner Seen auf. Er wird bei einer durchschnittlichen Gesamt-Phosphorkonzentration von 0.019 mg/l P (Frühling 2000) als meso- eutroph eingestuft.

Die Sauerstoffverhältnisse im Bielersee sind ungenügend

Als Folge der starken Algenproduktion herrrscht während des Sommerhalb- jahrs im Tiefenwassser (unteres Hypolimnion) des Bielersees ein markantes Sauerstoffdefizit. Die in der eidgenössischen Gewässerschutzverordnung festgehaltene Anforderung für stehende Gewässer von mindestens 4 mg Sau- erstoff pro Liter in jeder Tiefe zu jeder Jahreszeit wird im Bielersee seit Jahren nicht eingehalten. Im Laufe des Sommers zehren das absterbende Phyto- und Zooplankton regelmässig fast den gesamten Sauerstoff im unteren Hypolim- nion auf. Die jeden Winter stattfindende Vollzirkulation führt jedoch auch dem Hypolimnion wieder genügend Sauerstoff zu.

84 85 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Die Sauerstoffverhältnisse im Bielersee im Jahresverlauf (2000/01). In den Bildern werden anhand von vier Momentaufnahmen die Sauerstoffkonzentrationen über dem Seegrund dargestellt. Die Darstellung basiert auf den monatlichen Messungen an der tiefsten Stelle sowie einer einmaligen Messkampagne an gleichzeitig 9 verschiedenen Messstellen. Die Situation im Dezember 2000 (Ende Stagnationsperiode) genügt den Anforderungen der Gewässerschutzverordnung nicht. Die roten Farbtöne weisen auf einen Sauerstoffgehalt von weniger als 4 mg/l hin. Im Dezember wiesen 23 % der gesamten Seegrundfläche unbefriedigende Sauerstoffverhältnisse auf.

86 87 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

2.5 Nährstoffentwicklung und biologische Produktion der drei grossen Berner Seen - eine Zusammenfassung

Die Nährstoffsituation (Phosphor und Stickstoff)

Auf Grund der geringen Konzentrationen an Gesamtphosphor während der Zirkulationsperiode im Februar wird der Brienzersee heute als oligotroph eingestuft. Diese Bewertung würde bezüglich Phosphor auch für den Thunersee zutreffen. Dieser zeigt aber generell höhere Algenbiomassen und eine grös- sere Dynamik des Phytoplanktons als der Brienzersee und wird deshalb als oligo-mesotroph bezeichnet. Die Phosphorgehalte des wesentlich wärmeren Bielersees liegen im Vergleich mit den beiden Alpenrandseen deutlich höher. Sie bewegen sich im Bereich der meso-eutrophen Gewässer.

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Die Entwicklung der beiden Nährstoffe Phosphor und Nitrat in den drei grossen Berner Seen zur Zeit der Zirkulationsphase im Februar. Die Nährstoffsituation in einem See ist ein Spiegel der Aktivitäten in seinem Einzugsgebiet. Grundsätzlich ist der Eintrag an Phosphor und Stickstoff in die beiden kalten Alpenrandseen Brienzer- und Thunersee gering und sie sind nährstoffarm. In den warmen Bielersee werden andererseits durch die Landwirtschaft und die Siedlungsentwässerung grosse Mengen an Nährstoffen eingetragen. Ab 2000 liegt die Bestimmungsgrenze für Phosphor bei 0.001 mg/l P.

86 87 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Wird die Entwicklung des Phosphors von den 70er-Jahren bis heute betrachtet, fällt ein deutlicher Rückgang der Konzentration an Gesamtphosphor auf.

Der Nitratgehalt im Brienzer- und Thunersee zur Zeit der Vollzirkulation ist über die Jahre nur leicht angestiegen und liegt in beiden Seen in der gleichen Grös- senordnung. Die Nitratkonzentration ist andererseits im Bielersee seit 1972 (erste Messung) stark angestiegen. Seit Mitte der 80er-Jahre ist eine leicht rückläufige Tendenz zu verzeichnen. Dies hängt mit Massnahmen in der Land- wirtschaft und der Siedlungsentwässerung zusammen.

Das Phytoplankton

Die unterschiedliche Nährstoffsituation in den drei grossen Seen widerspiegelt sich auch in der Menge (Biomasse, Konzentration des Chlorophylls a) und in der Zusammensetzung des pflanzlichen Planktons.

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Die Entwicklung des Phytoplanktons und des Chlorophylls a in den drei grossen Berner Seen in den Jahren 1997-2000. Phytoplankton (Algen) ist das pflanzliche Plankton im See. Chlorophyll a ist das photosynthetisch wirksame Pigment, welches in vielen Algen gefunden wird. Es wird als Maß für die Photosynthese oder auch für die Gesamtheit der lebenden Algen in einem Gewässer genutzt.

88 89 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Brienzersee

Der Brienzersee als oligotropher Voralpensee weist die geringsten Algen-Bio- massen und die kleinste Artenvielfalt auf. Die geringe pflanzliche Produktion (Primärproduktion) spiegelt sich auch in den sehr niedrigen Chlorophyll a-Kon- zentrationen in diesem Gewässer wider. Die Anforderungen der Gewässer- schutzverordnung werden demnach im Brienzersee auch bezüglich Grösse der Produktion jederzeit eingehalten.

Thunersee

Die Biomassen und die Dynamik des Phytoplanktons sind im Thunersee zwar nur leicht höher als im Brienzersee, das Auftreten von Blaualgen (Plankthotrix rubescens, Anabaena flos-aquae) ist aber ein Indiz für ein nährstoffreicheres und produktiveres Gewässer. Die Anforderung an eine mittlere Produktion gemäss Gewässerschutzverordnung wird jedoch eingehalten.

Bielersee

Im Gegensatz dazu ist die Primärproduktion und Artenvielfalt des Phytoplank- tons im Bielersee deutlich höher. Dies ist auf Grund der grösseren Nährstoff- frachten und der höheren Wassertemperaturen, welche für das Wachstum des Phytoplanktons ausschlaggebend sind, auch zu erwarten. Trotz Rückgang der Gesamtphosphor-Konzentrationen in den letzten Jahren auf heute 0.019 mg P/l haben die Algen (noch) nicht mit weniger Wachstum reagiert und die entsprechenden gesetzlichen Anforderungen sind heute nicht erfüllt.

Die «Glühbirne» PAR-Sonde (PAR = Photo- synthetic Active Radiation) misst die Intensität jenes Teiles des Lichtes, welcher das pflanzliche Plankton für die Photosynthese nutzen kann. Die Messungen liefern Angaben über die Tiefenaus- dehnung der Primärproduktion. Foto GBL

Das Zooplankton

Das Zooplankton stellt im See die wichtigste Nahrungsgrundlage für die Fische dar. Die Daten über dessen Menge und Zusammensetzung in der Regel wird «nur» das Crustaceen-Zooplankton untersucht liefern grundlegende Infor- mationen über die Produktion in den verschiedenen trophischen Stufen der Nahrungspyramide.

Da das Zooplankton in einer engen Wechselbeziehung zum Phytoplankton steht, verwundert es nicht, dass in den drei grossen Berner Seen grundsätzlich ähnliche Verhältnisse bei beiden Planktongruppen zu beobachten sind: Hohe Artenvielfalt und Biomassen im nährstoffreichen und produktiven Bielersee, geringe Artenvielfalt und niedrige Biomassen im oligotrophen Brienzersee.

88 89 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Der Thunersee nimmt wiederum eine Mittelstellung ein. Im Bericht «Das Crus- taceenplankton der drei grossen Berner Seen 1994-1997» (HYDRA und GBL 1998) sind die vorhandenen Daten über das Zooplankton ausgewertet und interpretiert. Eine grundlegende Veränderung zwischen 1997 und 2000 ist nicht ersichtlich.

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Die Entwicklung des Zooplanktons in den drei grossen Berner Seen in den Jahren 1997-2000. Das Zooplankton steht in enger Wechselbeziehung zum Phytoplankton. Sein Vorkommen und seine Zusammensetzung entsprechen der gegebenen Nahrungs- situation. Die Unterschiede zwischen dem nährstoffreichen und produktiven Bielersee und den Oberlandseen sowohl in der Individuenzahl wie in der Zusammensetzung sind offensichtlich. In der Grafik ist das Crustaceen-Plankton unterteilt in algenfressende (herbivore) und räuberische (carnivore) Hüpferlinge (Copepoda) und Ruderfusskrebs- chen (Cladocera).

90 91 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

2.6 Handlungsbedarf

Brienzersee

Sehr niedrige Nährstoffkonzentrationen und Planktonbiomassen sind Merk- male des oligotrophen Brienzersees. Die Anforderungen der Gewässerschutz- verordnung bezüglich Sauerstoff und Produktion werden seit Messbeginn eingehalten. Das Abfluss- und Schwebstoffregime der Aare, des wichtigsten Seezuflusses, wird durch die Stromproduktion im Grimsel jedoch deutlich beeinflusst. Die Ursachen für den drastischen Rückgang der Felchenfänge und der Zusammenbruch der Daphnienpopulation im Jahre 1999 sind zur Zeit unklar. Eine Systemanalyse (Februar 2002) zeigt die relevanten Beeinflussungsfaktoren auf und formuliert neun Hypothesen. In einer umfassenden Studie sollen diese Hypothesen geprüft und mögliche Massnahmen erarbeitet werden.

Thunersee

Der meso-oligotrophe Thunersee entspricht dem Bild eines wenig nährstoff- reichen und wenig produktiven Voralpensees. Ein Handlungsbedarf bezüglich weitergehender Reduktion des Nährstoffeintrags besteht nicht. Die Anforde- rungen der Gewässerschutzverordnung bezüglich Sauerstoff und Produktion werden eingehalten. Im Anschluss an die Berichtsperiode 1997-2000 wurden im Thunersee häufig auftretende Gonadenveränderungen bei Felchen festgestellt. Die Ursachen sind bis heute unklar. Erste Analysen auf organische Spu- renstoffe waren negativ.

Bielersee

Die Anforderungen an die Gewässerschutzverordnung bezüglich Sauerstoff werden im meso-eutrophen Bielersee alljährlich nicht eingehalten. Der Eintrag von Phosphor, mehrheitlich aus der Siedlungsentwässerung, führt zu einer für den See zu hohen Primärproduktion und damit auch massiven Sauerstoffzeh- rung im Tiefenwasser. Der Handlungsbedarf liegt bei einer weiteren Phosphor- elimination in den Kläranlagen und einer Reduktion des diffusen Eintrags aus der Landwirtschaft.

90 91 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

2.7 Die Kleinseen des Kantons Bern

Der Kanton Bern hat auf seinem Territorium 112 Kleinseen

Warum fehlen im Emmental die Seen? Ein Blick auf die Karte zeigt, dass in dieser Region nur ein einziger Kleinsee liegt: der Schoriweiher bei Affoltern, und dieser ist künstlich, durch den Aufstau eines Baches entstanden. Die Gründe dafür liegen bei den Eiszeiten: Die meisten Seen sind durch die Arbeit der Gletscher entstanden. Unter den verschiedenen Seetypen glazialen Ursprungs sind im Kanton Bern Moränenstauseen und Toteisseen die häufigsten. Dem Emmental hingegen, das während der Eiszeit nicht vergletschert war, fehlte die formende Kraft der Eismassen. Schon lange vor der Eiszeit begannen die Flüsse in dieser Region ihre v-förmigen Flusstäler zu graben und die Einzugs- gebiete zu entwässern.

Heute entstehen neue Seen natürlicherweise nur noch selten. Wiederum sind es dabei Gletscher, welche durch ihren Rückzug Wasserflächen schaffen. Am Beispiel der Gauliseen, dem Blüemlisalpsee und Steinsee konnte im letzten Jahrhundert die Entstehung solcher Seen mitverfolgt werden. Einige Kleinseen, insbesondere Bergseen, sind erst im Zusammenhang mit der Wasserkraft- nutzung entstanden. Zahlreiche solche Gewässer werden als Speicherseen genutzt, zum Beispiel der Grimselsee.

Der Bericht «Kleinseen im Kanton Bern»

Während die grossen Berner Seen routinemässig untersucht werden, ist eine flächendeckende und regelmässige Überwachung der vielen Kleinseen im Der 1999 publizierte Bericht «Kleinseen Kanton nicht sinnvoll und wäre auch finanziell nicht tragbar. Eine einmalige im Kanton Bern», Aufnahme und Untersuchung der Kleinseen durch das Gewässer- und Boden- «Petits plans d´eau du schutzlabor in den Jahren 1997/98 gibt jedoch nun ein umfassendes Bild über canton Berne» kann Entstehung und Zustand dieser Kleingewässer. Im Rahmen des Kleinseenpro- beim Gewässer- und jekts wurden historische und neuere Unterlagen aus Archiven und Bibliotheken Bodenschutzlabor zusammengetragen, aber auch aktuelle Messwerte im Felde gesammelt und bezogen werden. die Ergebnisse in einem Bericht dokumentiert (GSA/GBL 1999). In diesem wird jedes Gewässer im Bild gezeigt und sein Einzugsgebiet dargestellt. Die Geologie, Hydrologie und Geschichte des Gewässers werden beschrieben sowie seine Limnologie und spezielle Problematik aufgezeigt. Die detaillierte Untersuchung gestattet, Problemgewässer zu identifizieren und entsprechende Massnahmen vorzuschlagen.

Der Trophiegrad gibt Hinweise über Alter und Gesundheitszustand eines Kleinsees

Als Massstab für die Wasserbeschaffenheit der Kleinseen wird ihre Produktivi- tät (Trophie) beigezogen. Zur Beurteilung des aktuellen Trophiegrades genügt es bei diesen Kleingewässern in der Regel nicht, nur die Phosphorkonzentra- tion während der Zirkulationsphase im Winter heranzuziehen (der Phosphor ist oft der limitierende Nährstoff für Algen und Wasserpflanzen). Für eine fundierte Beurteilung ist es notwendig, neben der Phosphor-Konzentration auch die Nitrat- und Chlorophyll-Konzentration, die minimalen Sauerstoffwerte während der Stagnationsperiode, die Sichttiefe nach Secchi, die Algen und übrigen Wasserpflanzen sowie die Beschaffenheit der Sedimente beizuziehen.

92 93 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Trophiegrad der Kleinseen

Der Trophiegrad quantifiziert den Gehalt eines Gewässers an Nährstoffen. Ist er niedrig, dann spricht man von oligotrophen Gewässern. Ein mittlerer Tro- phiegrad wird als mesotroph bezeichnet, hohe als eutroph, hoch eutroph oder polytroph. Ein Anstieg des Trophiegrades wird als Eutrophierung bezeichnet.

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Die Lage der 112 Kleinseen im Kanton Bern und ihr Trophiegrad (biologische Pro- duktion). Der natürliche Trophiegrad der Kleinseen ist im Mittelland in der Regel höher als am Alpenrand oder in den Alpen. Die Abweichung vom natürlichen Trophiegrad hin zur Eutrophierung ist zudem in Gebieten mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung grösser als in extensiv bewirtschafteten Gebieten. In manchen Einzugsgebieten von Kleinseen im Flachland spielt auch die Belastung mit Abwasser eine Rolle.

92 93 Gewässerbericht 1997-2000

Die meisten Kleinseen sind durch den Menschen stark beeinflusst

Der Druck auf die Gewässer hat in den letzten Jahren und Jahrzehnten zugenommen. Noch können zwar einige Kleinseen im Kanton Bern als natürlich und von Menschen (fast) unbeeinflusst bezeichnet werden. Doch selbst im Hoch- gebirge ist der anthropogene Einfluss sichtbar. Der Ausbau der Wasserkraft- nutzung und des Wintertourismus führte und führt immer noch zum Bau von neuen künstlichen Speicherbecken oder zum Aufstau bestehender Kleinseen. Einzelne dieser Gewässer können allenfalls als ästhetische Bereicherung für die Landschaft betrachtet werden, sind aber keine funktionierenden aquati- schen Ökosysteme. Während das Wasser in der Regel Trinkwasserqualität hat, sind es neben den natürlichen Hochgebirgseinflüssen das schwebstoffhaltige Wasser, die künstlichen Seespiegelschwankungen sowie die veränderten Abflussverhältnisse, welche diese Speicherbecken als Lebens- und Fortpflan- zungsraum für Tiere und Pflanzen unbrauchbar machen. Die Sömmerung von Vieh in der montanen, voralpinen und alpinen Zone kann Auswirkungen auf die Wasserqualität der im Weidegebiet liegenden Fliesswässer und Seen haben. Trittschäden am Ufer sowie direkter oder diffuser Nährstoffeintrag können zu einer unnatürlich hohen Algenproduktion führen.

Güllenaustrag auf dem drainierten Einzugsgebiet eines Sees oder wie hier in unmittelbarer Nähe des Uferbereichs ist hauptsächlich verantwortlich für den schlechten Zustand vieler unserer Mittellandseen. Eine einzige massive Phosphorzufuhr im Frühling kann ausreichen, dass sich die Algen während des ganzen Jahres massenhaft vermehren Foto GBL

94 Gewässerbericht 1997-2000

3 GRUNDWASSER

Im Kanton Bern werden 98 % des Trinkwassers aus dem Grundwasser gewonnen. Das Grundwasser ist in zunehmendem Mass durch zivilisatorische Eingriffe, durch Übernutzung und durch schwer abbaubare chemische Schad- stoffe gefährdet.

Lage der Grundwassermessstellen

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Qualitative Grundwasserüberwachung im Kanton Bern. Bei etwa 30 Pumpwerken und Quellen wird die Qualität des Grundwassers seit 2000 durch das Gewässer- und Bodenschutzlabor überwacht. Dazu kommen im Kanton Bern noch 6 Messstellen des

nationalen Beobachtungsprogrammes NAQUATREND.

95 Gewässerbericht 1997-2000

Qualitative Grundwasserüberwachung

Trotz der unbestrittenen Bedeutung des Grundwassers für die Trinkwasserver- sorgung wurde im Gegensatz zu den Oberflächengewässern das Grundwas- ser im Kanton Bern bis anhin nicht systematisch überwacht. Die öffentlichen Trinkwasserfassungen werden zwar seit langem regelmässig kontrolliert, diese Kontrollen beschränken sich aber in der Regel auf die Bakteriologie und die wichtigsten natürlichen Inhaltsstoffe. Eine Überwachung auf Fremdstoffe, welche naturgemäss im Grundwasser gar nicht vorhanden sein sollten, fand dagegen bis heute kaum statt. Dies hängt wohl damit zusammen, dass bis vor kurzem kaum mit Schadstoffbelastungen des Grundwassers gerechnet wurde und teilweise auch die analytischen Nachweismethoden fehlten.

Die Erkenntnisse der letzten Jahre zeigen aber, dass die Reinigung- und Schutzwirkung des Bodens und des Grundwassers überschätzt wurde. Die Belastung der Umwelt mit verschiedenen Schadstoffen macht leider auch vor dem Grundwasser nicht Halt. Beispiele dafür sind die vielerorts zunehmenden Nitratgehalte, der Nachweis von Pflanzenbehandlungsmitteln, halogenierte Kohlenwasserstoffe und andere Schadstoffe in verschiedenen Grundwasser- vorkommen der Schweiz und auch des Kantons Bern.

Es ist deshalb wichtig, die Grundwasserqualität im Kanton Bern an einigen wenigen signifikanten Messstellen systematisch zu überwachen, wie es andere Kantone auch vorhaben oder bereits realisiert haben. Ziel dieser Grundwas- serüberwachung ist die Ermittlung der langfristigen Entwicklung der Grund- wasserqualität, damit künftig bei nachteiligen Veränderungen rechtzeitig die notwendigen Massnahmen ergriffen werden können. Aus Kostengründen und auch wegen der langfristig gewährleisteten Zugänglichkeit wurden dazu aus- schliesslich öffentliche Trinkwasserfassungen als Messstellen ausgewählt.

In Zusammenarbeit mit dem Wasser- und Energiewirtschaftsamt und dem Kantonalen Labor wurden vorerst insgesamt 28 Messstellen ausgewählt. Die Ergebnisse werden zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet und veröffent- licht.

96 Gewässerbericht 1997-2000

4 GEWÄSSERBELASTUNGEN

4.1 Nährstoffeinträge aus der Siedlungsentwässerung und der Landwirtschaft

Die Nährstoffeinträge (Stickstoff und Phosphor) in die Gewässer stammen zu einem wesentlichen Teil aus der Landwirtschaft und von der Einleitung gereinig- ter Abwässer aus Kläranlagen. Im Rahmen des VOKOS 1997 sind diese Stoff- flüsse zum ersten Mal detailliert bilanziert worden. Im Jahr 2002 wurden diese Zahlen aktualisiert. Die absoluten und relativen Nährstoffanteile der verschiedenen Belastungsquellen variieren regional sehr stark. Sie sind in den Karten auf den nächsten Seiten für die acht grossen Einzugsgebiete dargestellt.

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Herkunft der Nährstoffeinträge (Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor) in die Berner Oberflächengewässer (Stand 2002, Quelle: Eidg. Forschungsanstalt für Agrarökologie und Landbau, 2003, im Auftrag des GSA).

Abwasserreinigung

Die Ende 2002 insgesamt 106 Abwasserreinigungsanlagen (ARA) und 862 Kleinkläranlagen im Kanton Bern behandeln eine jährliche Abwassermenge von 200 Mio. m3 Abwasser mit einer Schmutzstofffracht, die mehr als 1.46 Mio. Einwohnerwerten (EW) entspricht. An die Berner Kläranlagen sind insgesamt 900000 Einwohner angeschlossen. Dies entspricht einem Anschlussgrad von 95 %.

Kläranlagen im Kanton Bern. Die meisten ARA wurden im Zeitraum von 1965 - 1980 erstellt. Ein Drittel aller ARA steht seit 25 - 30 Jahren im Dauerbetrieb.

97 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Belastung der Gewässer mit Gesamtphosphor

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Phosphorbelastung der Berner Oberflächengewässer. Die jährliche Belastung der Gewässer im Kanton Bern mit Phosphor beträgt rund 700 Tonnen. In der alpinen Region ist die diffuse natürliche Belastung (natürliche Erosion) dominant, im Mittelland sind es die punktuellen Quellen. Der vorwiegend aus der Landwirtschaft stammende diffus antropogene Anteil des Gesamtphosphors liegt je nach Region in der Grössenordnung von 25 % (Alpen) bis knapp 45 % (Einzugsgebiete des Bielersees, der Emme und der Birs). Der hohe geogene Phosphoreintrag im alpinen Raum trägt nur wenig zur Düngung der Gewässer bei (natürliche Erosionspartikel, die sich grösstenteils in den Oberländer Seen ablagern). Der Belastungsanteil der Regenentlastungen entspricht dem Mittelwert der maximalen und minimalen Schätzung der Phosphorfracht aus den Regenentlastungen (Daten: Bonnard & Gardel, 2003).

98 99 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Belastung der Gewässer mit Gesamtstickstoff

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Stickstoffbelastung der Berner Oberflächengewässer. Die jährliche Belastung der Oberflächengewässer im Kanton Bern mit Stickstoff beträgt rund 14’000 Tonnen. Davon liegen über 90 % in löslicher Form vor. Mengenmässig dominiert das Mittelland mit einem Anteil von ca. 7’500 Tonnen Gesamtstickstoff. Der vorwiegend aus der Landwirt- schaft stammende diffus antropogene Anteil liegt in der Grössenordnung von 40 % in den Alpen und bis 55 % im Mittelland. Der Belastungsanteil der Regenentlastungen entspricht dem Mittelwert der maximalen und minimalen Schätzung der Stickstofffracht aus den Regenentlastungen (Daten: Bon- nard & Gardel, 2003).

98 99 Gewässerbericht 1997-2000

Die nachfolgenden Abbildungen zeigen schematisch die Stoffflüsse für Phos- phor und Stickstoff in den Berner Abwasserreinigungsanlagen. Ihnen gegenü- bergestellt sind die diffusen natürlichen und diffusen anthropogenen Einträge. Phosphor aus der Siedlungsentwässerung wird zu über 90 % in den Kläranla- gen zurückgehalten. Beim Stickstoff beträgt die Eliminationsleistung der Klär- anlagen rund 40 %.

Die Reinigungsleistungen der ARA wurden in den letzten Jahren kontinuierlich gesteigert (siehe VOKOS 1997), was sich in der abschnittsweisen Verbesserung der Wasserqualität feststellen lässt.

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Jährliche Gesamtphosphorfrachten in die Berner Oberflächengewässer. Für die Phosphorfrachten im Schmutzwasser sind auch jene ausserkantonalen Gebiete berück- sichtigt, die an Berner Kläranlagen angeschlossen sind (Stand 2002, Quelle: Bonnard & Gardel, 2003).

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Jährliche Gesamtstickstofffrachten in die Berner Oberflächengewässer. Für die Stickstofffrachten im Schmutzwasser sind auch jene ausserkantonalen Gebiete berück- sichtigt, die an Berner Kläranlagen angeschlossen sind (Stand 2002, Quelle: Bonnard & Gardel, 2003).

Landwirtschaft

Aus der Landwirtschaft werden rund 210 Tonnen Phosphor jährlich in die Berner Oberflächengewässer eingetragen. Beim Stickstoff sind es jährlich rund 7400 Tonnen.

Der Anteil der Landwirtschaft an der Belastung der Gewässer mit Gesamtphos- phor beträgt rund 30 %. Die wichtigsten Belastungsquellen sind die Abschwem- mungen auf Gras- und Ackerland sowie die Erosion auf Ackerland.

Der Anteil der Landwirtschaft am Stickstoffeintrag in die Gewässer beträgt etwas über 50 %. Wichtigste Belastungsquelle ist die Auswaschung unter Ackerland.

100 Gewässerbericht 1997-2000

4.2 Ganzheitliche Gewässerplanung und Regionale Entwässe- rungsplanung (REP)

Die grossen Anstrengungen im Gewässerschutz der vergangenen Jahrzehnte haben zu sichtbaren Erfolgen und Verbesserungen der Wasserqualitiät geführt. Die gesteckten Gewässerschutzziele konnten allerdings vielerorts nicht erreicht werden. Der zunehmende Siedlungsdruck, die intensive Landwirtschaft und die stark durch den Menschen beeinflussten Stoffflüsse haben einen nachhaltigen Erfolg verhindert oder ihn wieder zunichte gemacht.

Die verbleibenden Beeinträchtigungen der Flüsse und Bäche sind vielfältig und schränken ihre ökologische Funktionsfähigkeit teilweise massiv ein. Auch ihre Nutzbarkeit durch den Menschen ist infolge der Defizite deutlich eingeschränkt. Zu den bedeutendsten Gewässerproblemen gehören heute

der immense Verlust an Gewässerraum durch Ausbau, Begradigung, Kana- lisierung und Eindolung der dadurch - vor allem im Mittelland - eingetretene massive Verlust an natürlichen Gewässerlebensräumen die zahlreichen Eingriffe in den Wasserhaushalt der Flüsse durch Wasse- rentnahmen bei der Stromproduktion die Beeinträchtigung der Wasserqualität durch neuartige synthetische Che- mikalien wie z.B. Pestizide, hormonaktive Stoffe, Medikamente sowie durch Überdüngung der Rückgang von Fischpopulationen und das Verschwinden anderer Gewässerorganismen.

Diese Beeinträchtigungen manifestieren sich in verschiedenen Handlungs- und Politikbereichen. Sektorielle Gewässerschutzmassnahmen sind daher oft nicht mehr geeignet, die Gewässer umfassend zu schützen bzw. deren Zustand nachhaltig zu verbessern. Nötig sind in vielen Fällen eine ganzheitliche Gewäs- serplanung sowie aufeinander abgestimmte Massnahmen, die die ökologi- schen Funktionen der Gewässersysteme längerfristig umfassend sichern oder wieder herstellen. Dazu braucht es ein Leitbild der Fliessgewässer, das sich an natürlichen oder naturnahen Bächen und Flüssen orientiert. Zur Sicherstellung der ökologischen Funktionen benötigen die Fliessgewässer

minimalen Gewässerraum (Raumbedarf, siehe Karte Natürlichkeit auf Seite 70) ausreichende Wasserführung und gute Wasserqualität (siehe Karte Gesamtbeurteilung der Wasserqualität auf Seite 58).

Im Jahr 2000 hat der Verband Schweizerischer Abwasser- und Gewässer- schutzfachleute (VSA) in Zusammenarbeit mit den Bundesämtern für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) und für Wasser und Geologie (BWG) die Rolle und die Bedeutung des regionalen Entwässerungsplanes (REP) in einer Emp- fehlung erläutert. Diese Empfehlung schlägt vor, dass der regionale Entwäs- serungsplan im Anschluss an eine ganzheitliche Gewässerplanung erarbeitet wird, und zwar in den Einzugsgebieten mit dem grössten Handlungsbedarf.

Die gesetzlichen Bestimmungen für einen umfassenden Gewässerschutz sind in der Schweiz vorhanden. Wichtige Instrumente bei der Umsetzung eines ganzheitlichen Schutzes der Gewässer ist die regionale Entwässerungsplanung (REP), die Ermittlung des Handlungsbedarfes anhand von Gewässeruntersu- chungen nach dem Modul-Stufen-Konzept sowie eine Bewirtschaftung der Gewässerdaten mit Gewässerinformationssystemen.

101 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Der Kanton Bern hat sich im Jahr 2000 dieser Aufgabe im Rahmen einer inter- disziplinären Arbeitsgruppe angenommen. Die Resultate dieser kantonalen Vorarbeiten sind im Bericht «Ganzheitliche Gewässerplanung und Regionale Entwässerungsplanung (REP): Grundlagen und Handlungsbedarf für 38 Ein- zugsgebiete im Kanton Bern» zuhanden der Mitarbeiter und Verantwortlichen der betroffenen Amtsstellen, der Nachbarkantone und weiterer Interessenten zusammengefasst.

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Einzugsgebiete und Handlungsbedarf für ganzheitliche Gewässerplanungen. Ins- gesamt 7 der total 38 Einzugsgebiete weisen einen hohen Handlungsbedarf, 13 einen mittleren und 18 einen tiefen Handlungsbedarf für ganzheitliche Gewässerplanungen auf (BVE 2001).

102 103 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Der Handlungsbedarf

Ein hoher, mittlerer oder tiefer Handlungsbedarf für eine gesamtheitliche Gewässerplanung in einem Einzugsgebiet kann unterschiedliche Gründe haben. Der Zustand der Gewässer, die Gewässerbelastung, die räumlichen Randbedingungen und die Gewässernutzung bestimmen zusammen den Handlungsbedarf bzw. die Priorität der Verbesserungsmassnahmen.

Einzugsgebiete mit tiefer Priorität liegen typischerweise im Oberland oder in den Voralpen ausserhalb ausgeprägter Touristenorte, sind nicht durch grosse Wasserkraftanlagen beeinträchtigt und weisen keine erheblichen Probleme im Wasserbau/Hochwasserschutz auf. Beispiele: Gadmerwasser, Kiene.

Einzugsgebiete mit hoher Priorität liegen vorzugsweise im Mittelland, Jura und Aaretal, in intensiv genutzten Gegenden, in denen Landwirtschaft, Hochwas- serschutz und Siedlungen die Gewässer beeinträchtigen. Die Flussläufe sind häufig kanalisiert, die landwirtschaftlichen Nutzflächen grenzen unmittelbar an die Gewässer, die zudem durch Nährstoffeinträge aus Kläranlagen und Kanali- sationsnetzen belastet sind. Beispiele: Urtenen, Birs, Suze, Langete, Gürbe.

Weiteres Vorgehen (Vorschläge gemäss Bericht BVE, 2001)

In den 18 Einzugsgebieten mit niedriger Priorität werden die Probleme durch bilaterale Koordination im Einzelfall gelöst. Es ist keine ganzheitliche Planung erforderlich.

In den 13 Einzugsgebieten mit mittlerer Priorität muss - sobald konkrete Projekte bevorstehen - untersucht werden, ob und wie eine interdisziplinäre Koordination der gewässerrelevanten Massnahmen im Einzugsgebiet orga- nisiert werden muss.

Im Einzugsgebiet der Birs, das eine hohe Priorität aufweist, sind die Arbeiten im Rahmen des interkantonalen REP Birs (BE, JU, SO, BL, BS) unter der Federführung des Kantons Basel-Landschaft eingeleitet worden.

Für die restlichen 6 Einzugsgebiete mit hoher Priorität soll geklärt werden, ob und wie eine ganzheitliche Planung eingeleitet werden kann. Hierzu werden folgende Vorschläge gemacht:

Urtenen und Alte Aare: Mehrere Projekte sind zur Zeit in Arbeit. Diese Pro- jekte sollten auf ihren Koordinationsbedarf hin überprüft werden (z.B. im Rahmen einer interdisziplinären Arbeitsgruppe).

Gürbe und La Suze: Es ist zu klären, ob und wie der Gewässerrichtplan mit vertretbarem Aufwand zu einer ganzheitlichen Planung ausgebaut werden kann.

Langete und Aare Bern Hagneck: Mit dem Projekt ZALA und dem Ausbau der Abwasserreinigungsanlagen Bern und Worblental laufen Massnahmen zur Verbesserung der Abwasserreinigung, die sich ab 2005 positiv auf die Wasserqualität und indirekt auf die Biozönosen auswirken werden. Es ist zu klären, ob eine ganzheitliche Planung ausgelöst werden soll oder ob die Aus- wirkung der laufenden Massnahmen abgewartet werden sollte.

102 103 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

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ANHANG

Schemas für die Ermittlung der Zustandsklassen

Zur Beurteilung der Wasserqualität in einem Gewässer legt das Modul-Stufen- Konzept (BUWAL 2002) folgendes statistisches Verfahren (Perzentil-Maximum- Methode) fest:

Die chemisch-physikalischen Anforderungen an die Wasserqualität eines Gewässers sind dann eingehalten, wenn für jeden Parameter der 90- Perzentilwert (bzw. der 80-Perzentilwert) der Messungen kleiner als die numerische Anforderung der GSchV und gleichzeitig der Maximalwert der Messungen kleiner als der zweifache Wert der numerischen Anforderung der GSchV ist.

Das Modul-Stufen-Konzept ergänzt die numerischen Anforderungen der GSchV durch zusätzliche Zielvorgaben für Nitrit, Phosphat und Gesamtphosphor. Für den Gewässerbericht Bern werden auch Zielvorgaben für Keime (Escherichia coli) in Anlehnung an die hygienische Beurteilung von See- und Flussbädern (BUWAL 1991) berücksichtigt. Als graduelle Einstufung der chemisch-physikalischen Gewässerqualität werden fünf, für die Belastung durch Keine vier Zustandsklassen unterschieden (Abbildung 1). Dabei entsprechen die numerischen Anforderungen der Gewässerschutzverordnung bzw. die zusätzlichen Zielvorgaben des Modul-Stufen-Konzeptes der Grenze zwischen den Zustän- den «gut» und «mässig».

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Abbildung 1: Zustandsklassen für die chemisch-physikalische Gewässerqualität. Für die Belastung durch Keime werden vier Klassen (ohne «unbefriedigend») verwendet.

Die Anwendung der Perzentil-Maximum-Methode kann anhand von Beurtei- lungsschemas (Abbildungen 2 bis 7) verdeutlicht werden. Aus der Lage des durch das Maximum (auf der Abzissenachse) und dem Perzentilwert (auf der Ordinatenachse) festgelegten Punktes lässt sich aus den Schemas die Zustandsklasse ablesen. Für Ammonium und Nitrit ist die Parameterabhängig- keit der Klassengrenzen durch parallele Achsen mit unterschiedlichen Skalen berücksichtigt.

Die numerischen Anforderungen an die DOC-Belastung in einem Gewässer sind abhängig von seiner natürlichen Vorbelastung. Für die Aare haben die Anrainerkantone Bern, Solothurn und Aargau die Anforderung gemeinsam auf 2 mg/l C festgelegt. Dieselbe Anforderung wird im Kanton Bern auch für die Alte Aare und die Giessen verwendet. Für die übrigen untersuchten Fliessgewässer gilt als numerische Anforderung ein DOC-Wert von 4 mg/l C. Ausgenommen sind jene Gewässer, die durch besondere natürliche Verhältnisse einen hohen DOC-Gehalt aufweisen.

108 109 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

Berücksichtigung von parameterabhängigen Zielvorgaben

Für Ammonium und Nitrit sind die numerischen Anforderungen bzw. Zielvor- gaben und Klassengrenzen parameterabhängig. Sie hängen beim Ammonium von der Wassertemperatur und im Modul-Stufen-Konzept auch vom pH-Wert ab (Tabelle 1). Die Zielvorgaben für Nitrit in Salmonidengewässern ist chlorid- abhängig (Tabelle 2). Die Frage stellt sich, wie die Perzentil- und Maximalwerte für Ammonium und Nitrit unter diesen Umständen ermittelt und mit den para- meterabhängigen numerischen Anforderungen bzw. parameterabhängigen Zielvorgaben verglichen werden können.1

Wassertemperatur und pH Zielvorgabe mg/l N > 10 °C oder pH > 9 0.2 < 10 °C und pH < 9 0.4

Tabelle 1: Numerische Anforderungen für Ammonium

Chloridgehalt mg/l Cl Zielvorgabe mg/l N < 10 0.02 10 - 20 0.05 > 20 0.10

Tabelle 2: Zielvorgaben für Nitrit

Wenn jeder einzelne Messwert einer Messreihe mit der jeweiligen Zielvorgabe normiert wird, dann gilt für die so normierten Werte unabhängig vom Parame- ter eine Zielvorgabe von 1. Mit der normierten Messreihe kann auf die übliche Weise das Perzentil berechnet und der Maximalwert ermittelt werden.

Ist {X1 , X2 ,… Xn } eine Messreihe mit n Messungen und sind Y1 , Y2 ,… Yn die

gleichzeitig dazu gemessenen Parameter. Beim Nitrit sind die Yi die Werte für den Chloridgehalt. Beim Ammonium sind es die 2-Tupel aus Wassertemperatur

und pH-Wert. Zu jeder Messung Xi gibt es aus Tabelle 1 bzw. Tabelle 2 eine parameterabhängige Zielvorgabe Z(Y ). Die mit diesen Zielvorgaben normierte ~ ~ i ~ Messreihe bezeichnen wir mit { X1 , X2 ,… Xn }, wobei ~ X X = i Z(Y ). i / i Die chemisch-physikalische Anforderung an die Wasserqualität eines Gewäs- sers ist dann eingehalten, wenn der Perzentilwert der normierten Messreihe kleiner als 1 und das Maximum gleichzeitig kleiner als 2 ist.

Analog verfährt man bei der Ermittlung der Zustandsklassen. Dabei werden für die Normierung anstelle der Zielvorgaben die in den Abbildungen 2 bis 7 dargestellten Klassengrenzen verwendet.

1 Im folgenden wird der Begriff «Zielvorgabe» sowohl im Sinne von «numerische Anfor- derungen» als auch als «Zielvorgabe» verwendet.

108 109 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

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Abbildung 5: Beurteilungsschema für Phosphat PO4

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�� Abbildung 6: Beurteilungsschema für gelösten organischen Kohlenstoff

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Abbildung 7: Beurteilungsschema für Keime (Escherichia coli)

110 111 Gewässerbericht 1997-2000 Gewässerbericht 1997-2000

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Abbildung 2: Beurteilungsschema für Ammonium NH4

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Abbildung 3: Beurteilungsschema für Nitrit NO2

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Abbildung 4: Beurteilungsschema für Nitrat NO3

110 111 Gewässerbericht 1997-2000

Abhängigkeit der Klassierung vom Perzentil

Welches Perzentil, d.h. welches p des pten Perzentils zur Beurteilung der chemisch-physikalischen Gewässerqualität verwendet werden kann, hängt von der Anzahl der zur Verfügung stehenden Messungen ab. Je grösser die Anzahl der Messungen ist, umso zuverlässiger können Perzentile mit grossen (und kleinen) p-Werten geschätzt werden. Bei nur wenigen Messungen können 90-Perzentile nicht mehr zuverlässig geschätzt werden, darum werden unter solchen Umstän- den 80-Perzentile für die Beurteilung der Wasserqualität verwendet. Allerdings liegen die 80-Perzentilwerte grundsätzlich unter den 90-Perzentilwerten. Des- halb fallen Beurteilungen mit 80-Perzentilen günstiger aus als mit 90-Perzenti- len. 90-Perzentile führen zu einer härteren Beurteilung der Gewässer.

Es ist darum interessant zu wissen, ob ein zuverlässiger Zusammenhang zwischen Perzentilen mit unterschiedlichem p besteht. Ohne genaue Kenntnisse über die Häufigkeitsverteilung der Messgrössen ist ein solcher Zusammenhang nicht theoretisch herleitbar. Möglich ist jedoch eine empirische Analyse der vorhandenen langjährigen Messreihen.

Für die im Kanton Bern vorliegenden Messungen ist zu diesem Zweck untersucht worden, wie gut sich der Zusammenhang zwischen den 80-Perzentilen und den 90-Perzentilen durch eine lineare Abhängigkeit approximieren lässt (Abbildung 8 als Beispiel für Nitrat). Je nach Parameter liegen die 90-Perzentil- werte um den Faktor 1.06 (Nitrat) bis 1.5 (Keime) höher als die 80-Perzentilwerte. Ausführlicher sind die Resultate im Bericht von Mattmann (2003) diskutiert.

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� � �� Abbildung 8: 80-Perzentil/90-Perzentil-Plot für die Nitratkon- zentrationen in den Fliessgewässern des Kantons Bern (total 682 2-jährige Messreihen, Lineares Modell Y = 1.06 × X, Bestimmt- heitsmass R2 = 0.9497). Resultate für andere Parameter siehe Mattmann (2003).

Als ex-post Analyse sind die mit den Berner Daten ermittelten Zusammenhänge auf Messungen im Kanton Solothurn angewendet worden. Im Kanton Solothurn fallen die Einstufungen der Gewässer je nach Parameter in 10 bis 20 % anders aus, wenn man ohne Korrekturen anstelle der 90-Perzentile die 80-Perzentile verwendet. Werden die 80-Perzentilwerte mit den Korrekturfaktoren aus den Berner Daten penalisiert, dann reduzieren sich die abweichenden Zuordnungen für die Solothurner Daten um 5 bis 15 Prozentpunkte.

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