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Universität Hannover, Institut für Landespflege und Naturschutz, Sommersemester 1999

Hausarbeit Die – ein Fluß unterschiedlicher Naturräume und anthropogener Belastungen Gliederung

1. Einleitung

2. Die Naturräume

2.1 Das Mittelgebirge 2.1.1 Geologie und Relief 2.1.2 Boden 2.1.3 Klima und Wasserhaushalt 2.1.4 Vegetation

2.2 Das Leinebergland 2.2.1 Geologie und Relief 2.2.2 Boden 2.2.3 Klima und Wasserhaushalt 2.2.4 Vegetation

2.3 Die Lößbörden 2.3.1 Geologie und Relief 2.3.2 Boden 2.3.3 Klima und Wasserhaushalt 2.3.4 Vegetation

2.4 Die Geest 2.4.1 Geologie und Relief 2.4.2 Boden 2.4.3 Klima und Wasserhaushalt 2.4.4 Vegetation

2.5 Zusammenfassung

3. Anthropogene Belastungen der Leine

3.1 Stoffliche Belastungen 3.1.1 Schwermetalle 3.1.2 Salz 3.1.3 Nitrat 3.1.4 Phosphat 3.1.5 Pflanzenschutzmittel 3.1.6 Sonstiges 3.2 Energetische Belastung (Wärmebelastung) 3.3 Wasserbauliche Veränderungen 3.4 Zusammenfassung

4. Literaturverzeichnis

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1. Einleitung

Die Quelle des 241 km langen Flußlaufes der Leine befindet sich nördlich von Leinefelde im thüringschen Eichsfeld. Sie fließt zunächst in westlicher Richtung bis nach Friedland und folgt dann in nördlicher Richtung dem Leinetalgraben über Göttingen, , Einbeck, Alfeld und Sarstedt. Dort endet der Oberlauf der Leine. Der Unterlauf erstreckt sich weiter in nördlicher Richtung durch Niedersachsens Landeshauptstadt Hannover und Neustadt am Rübenberge bis die Leine schließlich bei Schwarmstedt in die mündet. Zu den bedeutensten Nebenflüßen zählen die Rhume, die bei Northeim in die Leine mündet, die Ilme, deren Zufluß bei Einbeck eher mittlere Bedeutung zukommt und die Innerste, welche bei Sarstedt der Leine zufließt. Die Rhume und Innerste sind bedeutender, da sie den größten Teil ihres Wassers aus dem Harz beziehen, der wesentlich höhere Niederschläge erhält, als der Rest des Leineeinzugsgebietes. Bemerkenswert ist die Quelle der Rhume, die mit einer Schüttung von durchschnittlich 2500 l/s eine der größten Karstquellen Deutschlands ist. (Seedorf 1992: S. 274) Auf den unteren 122 km ist die Leine schiffbar. Dies ist jedoch wirtschaftlich von marginaler Bedeutung, da es sich ausschließlich um kleinere Ausflugsboote und Sportschiffahrt handelt und nicht mehr um Frachtschiffahrt.

2. Die Naturräume

Nach einer am geographischen Institut der Universität Hannover gelehrten Definition sind Naturräume Ausschnitte der Erdoberfläche, die sich anhand ihrer Geoökofaktoren als Räume weitgehend gleicher Ausstattung und Entstehung ausweisen lassen. Zu den Geoökofaktoren zählen: 1. Ausgangsgestein 2. Relief 3. Boden 4. Klima 5. Wasser 6. Vegetation 3

Die Leine fließt durch mehrere verschiedenartige Naturräume, die hier im Folgenden näher dargestellt werden. Am Harz führt der Flußlauf zwar nur in unmittelbarer Nähe vorbei ohne ihn zu schneiden, trotzdem wird er als erster Naturraum angesprochen, weil die Leine einen Großteil des Wassers aus diesem bezieht.

2.1 Das Mittelgebirge Harz

Als eine ca. 30 X 90 km große Scholle des niedersächsischen Berglandes befindet sich ein Teil des Harzes im Südosten Niedersachsens, der andere in Thüringen.

2.1.1 Geologie und Relief

Der Harz ist ein echtes Mittelgebirge, was sich sowohl an seiner absoluten Höhe (Wurmberg 971 m NN, Brocken 1142 m NN), als auch an den anstehenden paläozoischen Gesteinen festmachen läßt. Im Großformenschatz birgt der zentrale Harz Rumpfflächen und Rumpfstufen, in den Randgebieten Randzertalungen und Randverebnungen. Diese Formen sind in der erdgeschichtlichen Entwicklung durch mehrere Faktoren entstanden: Die Hebung des ganzen Harzes um etwa 3000m, die Verwitterung, besonders in Zeiten wechselfeuchten Klimas und durch die Erosion, denn die schnellere Hebung des Harzes im Vergleich zum Umland erzeugte eine entsprechend große Reliefenergie. Aus diesen Gründen wurden die mesozoischen Gesteinsschichten vollständig abgetragen und die paläozoischen Schichten des variskischen Gebirges traten an die Oberfläche. (vgl. Seedorf 1992: S. 62-67) In dem Teil des Harzes, der zum Einzugsgebiet der Leine gehört, stehen hauptsächlich Grauwacken und Tonschiefer aus Devon und Karbon an. (Wasserwirtschaftl. Rahmenplan-Obere Leine 1994: S. 19)

2.1.2 Boden

Die Böden des Harzes bestehen vornehmlich aus Verwitterungprodukten der paläozoischen Gesteine. Dabei handelt es sich meist um Braunerden. Die großen Gefälle verhinderten in einigen Gebieten die Bildung mächtigerer Bodendecken, während in anderen viel Bodenmaterial akkumulierte. Daher befinden sich an den steileren Hängen Rohböden Böden eines frühen Entwicklungsstadiums. In den 4

Tälern und am Rand des Harzes liegen dann Kolluvisole vor. In den Höhenlagen befinden sich neben den Braunerden noch Podsole und an feuchten Standorten Hochmoore.

2.1.3 Klima und Wasserhaushalt

Das Klima ist in Niedersachsen maritim beeinflußt. Das bedeutet, bezogen auf Gesamtdeutschland, geringere Temperaturunterschiede, sowohl im Tages-, als auch im Jahresgang, weiterhin eine erhöhte Feuchte und Windgeschwindigkeit. Der Wind weht in 40-50% der Zeit aus süd-west- bis westlicher Richtung mit einer Geschwindigkeit von 3-4 m/s im Mittel. Die Monatsmittelwerte der Temperatur schwanken zwischen ca. 17°C im Juli und ca. 0°C in Januar. (vgl. Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan-Obere Leine, 1994: S. 21) Im Harz weichen die Klimabedingungen durch die Höhenlage von den niedersächsischen Durchschnittswerten ab. Im direkten Vergleich mit Hannover liegt die Jahresmitteltemperatur Clausthal-Zellerfelds (5,8°C) 2,9°C niedriger, die Niederschläge sind dagegen mit 1350mm mehr als doppelt so hoch. Auf die Vegetationsperiode wirkt sich dies mit einer Verkürzung um mehr als 30 Tage, also ca. ein Monat, aus. (Siehe Abb. 1)

Durch die oben beschriebenen Niederschlagsmengen und durch die hohe Reliefenergie ist der Abfluß sogar viermal größer, da nicht so viel Wasser in den Boden infiltrieren kann (Seedorf 1992: S. 62). Das hat wasserwirtschaftlich immense Bedeutung, so daß hier das Trink- und Brauchwasser für weite Teile Niedersachsens gewonnen werden. Die Reichweite erstreckt sich bis nach Bremen.

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Abb. 1 Jahresgang der Niederschläge und Temperaturen

2.1.4 Vegetation

Die Vegetation des Harzes ist ebenfalls erwähnenswert, denn hier befindet sich Niedersachsens größtes geschlossenes Waldgebiet. Bis zu einer Höhe von ca. 500m NN dominiert heute die Buche. Sie war bis zur Zeit des Bergbaus etwa im 12 Jh. in Höhen bis 800 müNN verbreitet und wurde dann durch die Forstwirtschaft von schneller wachsenden Fichten abgelöst. Die Fichten haben ihren natürlichen Lebensraum zwischen 800 und 1000 müNN. Die Baumgrenze wird nur am Brocken erreicht, an den damit die Höhenstufe des Krummholzgürtels zu finden ist. (Seedorf 1992, S. 374 f)

2.2 Das Leinebergland

Der Oberlauf der Leine durchfließt als ersten Naturraum das Leinebergland. Dieses umgibt den Flußlauf im Südosten Niedersachsens bis zum Beginn der Börden (siehe 2.3).

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2.2.1 Geologie und Relief

Im Leinebergland befinden sich mesozoische Schichten an der Oberfläche, die durch die saxonische Bruchschollentektonik verstellt wurden. Die Ausgangsgesteine sind in den Höhenlagen Buntsandstein und Muschelkalk im Süden, sowie Kalk-, Mergel-, Sand- und Tonsteine im Norden der Leineberglandes. In den Niederungen und auf den Fußflächen des Hügellandes liegt bis zu einer durchschnittlichen Höhe von 300 müNN größtenteils Löß vor, der hier in seiner Eigenschaft als äolisches Sediment durch den Windschutz der Hügel akkumulieren konnte (siehe Böden).

Als Folge der Alpenbildung begannen vor etwa 200 Mio. Jahren und dann in stärkerem Ausmaß vor ca. 65 Mio. Jahren Bruchvorgänge in der Erdkruste und damit in den Gesteinsschichten. In den Klüften konnten Salze aufsteigen (Halokinese), was der Gesteinsschollen weiter verkippte. (vgl. Seedorf 1992: S. 70 und S. 100 ff). Nach der Ausräumung der morphologisch geringerwertigen Gesteine, entstanden Schichtkämme und Schichtstufen, sowie Täler, Becken und Mulden, welche breiter sind, als die des Harzes. Im Gegensatz zu den Skulpturformen des Harz treten hier die Strukturformen in den Vordergrund.

2.2.2 Boden

Die Böden auf Löß sind Parabraunerden, Schwarzerden und Pseudogleye. Dies sind weitgehend gute, fruchtbare Böden. Die Schwarzerden und Parabraunerden erreichen mehr als 80 Bodenpunkte und sogar die Pseudogleye werden inzwischen nach Entwässerungsmaßnahmen durch Dränungen teilweise ackerbaulich und nicht mehr ausschließlich als Grünland genutzt. Problem der Lößböden ist die starke Erosionsgefährdung, die sich aus dem hohen Schluffanteil ergibt. Verstärkt tritt die Erosion bei der Parabraunerde auf. Der Grund ist die Auswaschung der stabilisierend wirkenden Tonteilchen in tiefere Bodenhorizonte. Die steileren Höhenlagen, in denen hauptsächlich Sand- oder Kalkstein ansteht, werden nur forstwirtschaftlich genutzt. Diese Böden sind in den meisten Fällen nicht sehr tiefgründig und befinden sich in einen frühen Stadium der Entwicklung, da es immer wieder zum Abtrag von Bodenmaterial kommt. Auf Kalkstein wäre dies beispielsweise der Bodentyp Rendzina, auf Sandstein Ranker. Bei geringerer 7

Hangneigung entwickeln sich daraus Braunerden. Einen weiteren Bodentyp gibt es an den Rändern großer Flüße insbesondere an der Leine. Es sind Auenböden, welche schluff-, ton- und kalkreich sind und oftmals aus angeschwemmten Material bestehen (allochtone Vega). ( Wasserw. Rahmenplan-Obere-Leine, 1994: S. 20-21)

2.2.3 Klima und Wasserhaushalt

Das Klima des Leineberglandes weicht nur wenig von den Durchschnittswerten für Niedersachsen ab. Einerseits werden die Niederschläge durch die Höhenlage verstärkt, anderseits jedoch durch die relative Meeresferne abgeschwächt. In den Höhenlagen des westlichen Berglandes übersteigen die Niederschlagsmengen daher die Durchschnittswerte, während sie in den Tallagen im Osten manchmal die Mittelwerte unterschreiten.

Im Leinebergland mündet einer der wichtigsten Zuflüsse die Rhume in die Leine, welche große Wassermassen aus dem Harz abführt und damit einen entscheidenden Beitrag zur Abflußmenge der Leine leistet. Die Grundwasservorkommen sind dagegen geologisch bedingt relativ unbedeutend. (Seedorf 1994, S. 248)

2.2.4 Vegetation

Das Berg- und Hügelland ist nur noch zu 45% mit Wald bedeckt. Bei den Pflanzengesellschaften handelt es sich meist um Eichen-Buchenmischwälder auf den Lößböden, sowie den Sandsteinhöhenzügen. Auf Kalkstein bilden reine Buchenwälder die Klimaxvegetation bilden.

Diese Wälder findet man heute nur noch in Bereichen in denen die Hangneigung keine landwirtschaftliche Nutzung erlaubt, die Neigung also größer als 15° ist. Die fruchtbaren Böden gewährleisten zusammen mit den übrigen Geoökofaktoren gute Erträge, so daß die potentiellen landwirtschaftlichen Nutzungsgebiete gerodet wurden (siehe Börden 2.3.4), denn mit der Landwirtschaft können deutlich größere Gewinne erzielt werden als mit der Forstwirtschaft. Auf den Lößböden werden zumeist recht anspruchsvolle Arten angebaut, wie Weizen, Gerste, Zuckerrüben, 8

Raps, Futterbohnen und Feldgemüse. Grünland befindet sich in den vernässten Flußauen und zum Teil an den steilen Hängen (steiler 15°). (Seedorf, S. 61 & S. 370)

2.3 Die Lößbörden

Der Unterlauf der Leine beginnt bei dem Zufluß der Innerste nahe Sarstedt. Etwa hier, nördlich des Leineberglandes fließt die Leine in das Gebiet der Lößbörden.

2.3.1 Geologie und Relief

Die Börden sind geologisch relativ jung, denn sie entstanden erst im Periglaziärklima der letzten Eiszeit, der Weichseleiszeit, die in südlicher Richtung bis zur Elbe vordrang. Dabei wurden aus den ziemlich vegetationslosen gletschereisfreien Periglaziärgebieten feine Bestandteile des Bodensubstrats, vor allem Schluff, vom Wind verweht (Deflation). Weiter im Süden, im heutigen Gebiet der Börden und des Leineberglandes, gab es eine steppenartige Vegetation. An dieser fing sich der Staub und akkumulierte zu einer ca. 1-3 m hohen Decke. (Seedorf, 1992: S. 84)

2.3.2 Boden

Die Böden, die sich aus dem verwitterten Löß bilden, sind die schon für das Leinebergland beschriebenen Schwarzerden und Parabraunerden. Weil es in den Börden kaum Hangneigungen gibt, ist das Erosionsproblem weitaus geringer als im Hügelland und die Mächtigkeit des Bodens ist größer. Die Böden der Lößbörden zählen zu den besten und fruchtbarsten Böden Deutschlands mit 75-100 Bodenpunkten. Das einzige Problem dieser Böden ist die Vernässung der meist pseudovergleyten oder vergleyten Schwarzerden, sowie des Staunässe bildenden

Bt-Horizonts der Parabraunerde. Dieser Nachteil wird jedoch durch Dränungen und den Vorteil der leichten Bearbeitung mehr als kompensiert. (Seedorf, 1992: S. 208 ff)

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2.3.3 Klima und Wasserhaushalt

Abweichungen von den Durchschnittswerten ergeben sich aus den in Niedersachsen vorherrschenden West-Südwestwinden. Die Börden liegen im Lee des Berg- und Hügellandes. Daraus ergibt sich ein Regenschatten, so daß diese Gebiete weitgehend trockener sind als das restliche Niedersachsen. Die Niederschlagshöhen bewegen sich zwischen 600 und 650 mm im Jahresdurchschnitt (siehe Abb. 2). Außerdem mündet die Innerste, der zweite große Fluß neben der Rhume, hier in die Leine. Die Folge ist nochmals eine wichtige Steigerung der Abflußmenge, aber auch der Verschmutzung (siehe 3.).

2.3.4 Vegetation

Die Klimaxvegetation der Lößbörden ist ein Eichen-Buchenmischwald mit Dominanz der Rotbuche (Fagus sylvatica). Doch die Menschen erkannten schon vor mehr als 6000 Jahren die hohe Fruchtbarkeit und begannen den Wald zu roden. Heute sind die Börden zu den waldärmsten Gebieten Niedersachsen degradiert, sie werden dementsprechend ausschließlich intensiv für die Landwirtschaft genutzt.

2.4 Die Geest

Nördlich Hannovers erreicht die Leine mit dem Passieren des Mittellandkanals den nächsten Naturraum, die Geest.

2.4.1 Geologie und Relief

Die Entstehung der Geest ist eiszeitlich geprägt. In ihr befinden sich deshalb alle Teile der glazialen Serie: Endmoränen, Grundmoränen, Sander und Urstromtäler. Physiognomisch betrachtet handelt es sich um eine relativ flache Landschaft, mit einigen Höhenrücken, die Ebenen sind meist Grundmoränen, die Hügel Endmoränen. Diese reichen jedoch nicht an die Höhen des Leinebergland heran. (Seedorf S. 59) In das sandige und kiesige Substrat der Moränenlandschaft ist die Leine tief eingeschnitten. Bei größeren Hochwässern kann sie jedoch ihr Bett 10 verlassen und überflutet dann die Talauen in Breiten von teilweise mehr als einem Kilometer.

2.4.2 Boden

Der durch Erosion im Leinebergland in die Leine gelangte Löß sedimentiert in den Überflutungsbereichen, weil dort die Fließgeschwindigkeit niedriger und die Vegetation größer ist. Dabei entstehen fruchtbare Auelehmböden, die häufig ackerbaulich genutzt werden, obwohl sie immer noch im Überflutungsbereich liegen. (Seedorf S. 275) Die Gleye und Auenböden, die sich in einem schmalen Streifen den gesamten Flußlauf der Leine entlangt erstrecken, liegen in der Geest in dem deutlich breiteren Überschwemmungsbereich und Einflußbereich des Wassers vor (ca. dreimal so breit). Altarme und Senken in der Nähe der Flüße stehen oft unter Grundwassereinfluß. Dort bilden sich dann Moorböden. Außerhalb des direkten Wassereinflußes haben sich hauptsächlich auf den Flugsanddecken, die im Periglaziärklima der Weichseleiszeit abgelagert wurden, Podsole gebildet. Dies gilt für die Geestgebiete nahe des Leineflußlaufes. Auf die übrigen Böden der Geest, welche ebenfalls meist auf Sand und Lehm entstanden, Braunerden und Parabraunerden wird hier nicht weiter eingegangen, weil sie sich nicht in der Nähe der Leine vorliegen. (siehe Seedorf S. 204 ff.)

2.4.3 Klima und Wasserhaushalt

Im Vergleich mit der Börden fallen in der Geest wieder mehr Niederschläge. Nahe der Leine sind es Jahresmittelwerte von etwa 700 mm, die sich aus dem fehlenden Wind- bzw. Regenschatten des Hügellandes, sowie des maritimer werdenden Klimas ergeben. In übrigen unterscheidet sich das Klima der Geest nicht entscheidend von dem der Börden oder den niedersächsischen Mittelwerten. (Siehe Abb. Seedorf S. 225) Die Vegetationsperiode dauert daher mit durchschnittlich 220-240 Tagen auch ähnlich lange. Die auffällig hohe Anzahl an Gleyen und Mooren in der niederen Geest läßt sich auf hohe Grundwasserstände und relativ ergiebige Niederschläge zurückführen. Die Nutzungsmöglichkeiten des sauren Moorwassers sind aber stark eingeschränkt. Das 11

übrige Grundwasser, darunter auch Uferfiltrat der Leine, kann zur Trinkwasserversorgung genutzt werden. Durch das meist sandige Substrat infiltriert ein Großteil des Wassers in den Untergrund, anstatt oberflächlich abzufließen. Da die Mächtigkeit des Lockergesteins meist groß (bis über 20m) ist, ist es die Speicherfähigkeit ebenfalls, so daß der Küstenraum und die Marsch mit Geestwasser versorgt werden. (Seedorf S. 247)

2.4.4 Vegetation

Die typische Vegetation ist je nach Bodentyp sehr unterschiedlich. Auf den fruchtbaren Auelehmen wachsen natürlicher Weise artenreiche Auenwälder. Heute werden diese Flächen jedoch weitestgehend als Fettwiesen und –weiden sowie teilweise als Ackerflächen genutzt. Abseits der Auen wurde kein Löß abgelagert. Auf diesen nicht so fruchtbaren Böden ist je nach Substrat der Birken-Eichen-Buchen oder der Buchen-Eichen Wald die Klimaxvegetation. Dieser Tage wachsen dagegen auf den Podsolen vielfach Kiefernforste während auf den Braunerden landwirtschaftliche Produkte angebaut werden, die durch Maßnahmen wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel, und Züchtungen anspruchsloserer Arten wirtschaftlich geworden sind . (Seedorf S. 352)

2.5 Zusammenfassung

Geologisch betrachtet werden die Naturräume entlang der Leine nach Norden immer jünger. In Harz stehen paläozoische, im Leinebergland dann mesozoische Gesteine an. Im den Tälern des Leineberglandes und den Börden sind es perigläziere Lockergesteine die bei der Weichseleiszeit entstanden sind. Zur gleichen Zeit wurden in der Geest die saaleeiszeitlichen Oberflächenformen weitgehend überprägt, z. B. von Flugsanden.

Die Böden erreichen die höchste Fruchtbarkeit auf Löß. Dabei haben in den Börden und Niederungen des Hügellandes die Schwarzerden die meisten Bodenpunkte gefolgt von den Parabraunerden. Die Flächen der Geest, abgesehen von den Mooren, werden durch die moderne Landwirtschaft inzwischen auch intensiv genutzt, 12 obwohl die Podsole und Braunerden schlechtere Voraussetzungen bieten. Die Höhenlagen des Leineberglandes und der Harz werden dagegen nahezu ausschließlich mit Forsten bewirtschaftet, da die Hangneigung keine Landwirtschaft ermöglicht und der Boden oft nur eine dünne Schicht über dem Festgestein bildet, z.B. Rendzina und Ranker.

Das Klima ändert sich im betrachteten Gebiet nur höhenbedingt, das heißt für die mittleren Lufttemperaturen ein Absinken von ca. 9°C (Mittelwert für Niedersachsen) auf ca. 5°C in etwa 800 müNN im Harz. (Seedorf S. 220) Dadurch verkürz sich die Vegetationsperiode von rund 240 Tagen in Geest und Börde auf etwa 200 Tage im Harz. Die Niederschläge sind ebenso höhenabhängig verteilt. Der Harz erhält die größte Niederschlagsmenge, gefolgt von den Höhenlagen der Leineberglandes. Die Börden sind am niederschlagsärmsten, sogar ärmer als die Geest, weil sie im Regenschatten des Hügellandes liegen und weiter vom Meer entfernt, welches feuchte Luft heranführt. Die Wasserversorgung des Landes wird hauptsächlich aus Harzwässern gedeckt, und im weiteren aus den reichhaltigen Grundwasserspeichern, so daß es in Niedersachsen keine Probleme bei der Wasserversorgung gibt.

Natürlicherweise wäre das gesamte Bundesland, mit kleinen Ausnahmen, waldbedeckt, wobei die Buchen-Eichen Wälder eine dominierende Rolle hätten. Durch die weitgehend günstigen Bedingungen für eine anthropogene Nutzung weicht die Vegetation in weiten Teilen von der natürlichen ab. Große Teile der Wälder mußten Ackerflächen weichen. Die ehemaligen Buchen-Eichenwälder wurden außerdem in weiten Teilen, beispielsweise den Höhenlagen des Harzes, gerodet und mit schnellerwüchsigen Fichten wieder aufgeforstet.

3. Anthropogene Belastungen der Leine

3.1 Stoffliche Belastungen

Die Eintragsquellen stofflicher Belastungen können in zwei Hauptgruppen getrennt werden: Erstens in die kommunalen und zweiten in die gewerblichen 13

Abwassereinleitungen. Im Einzugsgebiet der Leine sind die Papierindustrie, Zuckerindustrie und der Kalibergbau die größten Emitenten. Weitere problematische Standorte hoher Einträge sind die Agglomerationen Hannover, Hildesheim und Göttingen, sowie intensiv landwirtschaftlich genutzte Flächen am Bruchgraben und der Westaue. (Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 167 ff.)

3.1.1 Salz

Durch den unterirdischen Abbau von Kalisalzen, aber auch bei der Kalidüngesalzproduktion und andere Produktionsabwässer werden Salze in den Fluß immitiert. Außerdem leisten Auslaugungen aus Abraumhalden noch einen entscheidenden Beitrag zum Salzeintrag in die Leine. Die Folge eines stark erhöhten Chloridanteils am Wasser, ist eine Störung des biologischen Gleichgewichtes durch die starke Vermehrung salztoleranter Organismen. Um derartige Ungleichgewichte zu verhindern ist ein sogenannter Salzplan aufgestellt worden, in dem Grenzwerte der Chloridkonzentrationen verzeichnet sind. Während die Mittelwerte meist deutlich unter den Grenzen liegen, kommt es zu episodischen Anstiegen, die die Grenzwerte übersteigen, also ökologisch als problematisch gewertet werden müssen. (Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 170-171) Diese Überschreitungen der Grenzwerte dürften heute nicht mehr passieren, denn es wurden mehrere Meßstationen errichtet, mit deren Hilfe die Einleitungen so gesteuert werden sollen, daß es zu keinen Überschreitungen kommt. (Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan – Obere Leine 1994, S. 147)

3.1.2 Nitrat

Nitrat ist als Stoff weniger problematisch als beispielsweise Schwermetalle oder Pflanzenschutzmittel, den es kann im Untergrund abgebaut werden. Andererseits werden bei der Denitrifikation auf bestimmten Ausgangsgesteinen Elemente frei, die dann eine Belastung bilden. Außerdem funktioniert der Abbau nur bis zu einer gewissen Nitratzufuhr und diese ist unter Ackerbaubedingungen sehr hoch, das heißt 60-70 kg/haa. Deshalb kann das Nitrat nicht abgebaut werden und überschreitet oftmals die Grenzkonzentration von 50 mg/l. Dies war bei der Untersuchung der 14

LAWA 1995 an ca. 22% der Meßstellen in Niedersachsen der Fall. Weitere 26% der Messungen ergaben erhöhte Werte zwischen 1 und 50 mg/l. Die restlichen 51% haben relativ natürliche Werte, was sich auf ihre Entfernung zu landwirtschaftlichen Nutzflächen zurückführen läßt. (vgl. LAWA 1995: S. 50-52 und 95-103) Über das Grundwasser gelangen die Nitrate dann auch in die Flüsse, wie die Leine und bewirken dort die Eutrophierung (siehe 3.1.4). Weiterhin kommt es noch zu speziellen Einträgen, wie es der Zeitungsartikel in Abb. 7 zeigt.

Abb. 7

3.1.3 Phosphat (Inhaltsverzeichnis ändern)

Phosphat trägt ebenso wie das Nitrat entscheiden zur Eutrophierung der Gewässer bei, weil es meist den begrenzenden Faktor für das Pflanzenwachstum darstellt. Es ist somit Hauptursache für Algenprobleme und andere Eutrophierungsfolgen. In die Gewässer gelangen die Phosphate, meist in Form von Ammonium, entweder aus Kläranlagen oder von landwirtschaftlichen Nutzflächen. Maximalwerte der Konzentrationen liegen bei 3 mg/l, bei Durchschnittswerten von ca. 1 mg/l. (Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 174)

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3.1.4 Schwermetalle

Viele Schwermetalle befinden sich natürlicherweise im Gewässer, was durch ihre Eigenschaft als essentielle Spurenelemente auch notwendig ist (siehe Abb. 4). Dieser Anteil, der bei der Verwitterung von Gesteinen oder Erzen entsteht, wird als „geogen“ bezeichnet. Zu diesen Schwermetallen zählen Chrom, Kupfer, Nickel und Zink. Sie wirken erst in größeren Konzentrationen negativ auf den Menschen, während andere Schwermetalle, wie Blei, Cadmium und Quecksilber schon in kleinen Mengen giftig sind.

Abb. 4 Natürliche Schwermetallkonzentrationen

aus: Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 172

Zu einem Problem werden die Schwermetalle, welche nicht abbaubar sind, erst durch den „anthropogenen Anteil“ (siehe Abb. 5). Er kommt aus industriellen und kommunalen Einleitungen, von Lagerstätten und Halden, aus der durch Verbrennung fossiler Brennstoffe verschmutzten Luft, aus der Verwendung bzw. Entsorgung metallischer Produkte und der Landwirtschaft. Um die heutigen Belastungen zu ermitteln, werden die Sedimente untersucht, denn die im Wasser enthaltenen Schwermetalle verbinden sich meist mit Feststoffen, welche dann am Grund sedimentieren und akkumulieren. Mit Hilfe von Sedimenten aus tieferen Schichten konnten auf die gleiche Weise natürlichen Konzentrationen bestimmt werden. (Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 72 ff.) 16

Abb. 5 Schwermetallgehalte der Leinegewässer

aus: Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 173 aus: GÜN-Meßprogramm, 1986: Tab. 4

Bei einem Vergleich der natürlichen Schwermetallkonzentrationen (Abb. 4) und der Konzentrationen in der Leine (Abb. 5) geht hervor, daß die Mengen fast aller aufgeführten Metalle an fast allen Standorten erhöht sind. Die Größenordnungen sind jedoch stark voneinander abweichend. Sie bewegen sich zwischen annähernd natürlichen Werten bei der Quecksilberbelastung in Poppenburg, Sarstedt und Neustadt, und reichen bis zum 315fachen Werte bei der Bleibelastung in Langelsheim, was dann mit einer Überschreitung der nach TVO/WHO festgesetzten Grenzwerte einhergeht. Die Grenzwerte werden allerdings nur bei wenigen Untersuchungen überschritten, an häufigsten in Langelsheim, was sich auf den Harzer Bergbau zurückführen läßt. Seit der Zeit des Bergbaus sind viele Schwermetalle nahe der Oberfläche zu finden, so daß dort hohe Kupfer- Zink-, Blei-, Cadmium- und Quecksilberwerte festgestellt werden konnten. In gesamten Leinegebiet konnten auffälligerweise keine erhöhten Nickel und Chromwerte nachgewiesen werden. Die Schwermetalle können zwar durch Kläranlagen zu 60- 95% zurückgehalten werden, dort treten dann jedoch weitere Probleme bei der 17

Klärschlammentsorgung auf, in den sich die Stoffe angereichert haben. (Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan – Obere Leine 1994, S. 145)

Die Schwermetalle, welche wie oben erwähnt nicht abbaubar sind und sich dadurch am Gewässergrund anhäufen, sind aber nicht für immer an die Sedimente gebunden. Veränderungen der Rahmenbedingungen wie pH-Wert, Salzgehalt, Redoxbedingungen oder der Eintrag neuer Stoffe in das Gewässer können zu einer Freisetzung führen. (Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 74)

Für den gesamten Flußlauf muß die Schwermetallbelastung differenziert betrachtet werden. In Reckershausen gehört die Leine zu den geringst belasteten Flüßen Niedersachsens, aber in Neustadt a. Rbge. erreichen die Blei- und Cadmiumkonzentrationen mehr als den doppelten Richtwert. (Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 85) Abb. 6 Biomassenpyramide Die Schwermetalle bilden durch die

Anreicherung in den Organismen eine

Gefahr für die gesamte Nahrungskette

und damit auch für den Menschen. Mit

jeder Trophiestufe nimmt die Belastung

etwa eine Zehnerpotenz zu, daß heißt sie

steigt exponentiell mit jedem

Konsumenten einer höheren Ordnung an

(siehe Abb. 6).

3.1.5 Pflanzenschutzmittel

Die Pflanzenschutzmittel (PSM) gelangen vor allem über die Landwirtschaft und den Erwerbsgartenbau in die Ökosysteme, um einzelne Pflanzen gegen schädliche Organismen oder die Konkurrenz durch andere Pflanzenarten zu schützen. Dabei handelt es sich um Herbizide, Fungizide und Insektizide, die für die jeweilige Lebensform giftig ist. Da die kaum abbaubaren Pflanzenschutzmittel ebenfalls an Orten ihres indirekten Eintrags und auch auf den menschlichen Organismus wirken, 18 sind die festgelegten Grenzwertkonzentrationen für das Trinkwasser sehr niedrig, 0,1 g/l pro Substanz und 0,5 g/l im gesamten Wasser. Bei einer von der LAWA initiierten Grundwasseruntersuchung auf PSM waren in Niedersachsen von 311 Meßstellen 7,1% belastet, in 2% der Fälle wurde der 0,5 g/l Grenzwert überschritten. (vgl. LAWA 1997, S. 9-11 und 48-51) Im Rohwasser, welches von den Wasserwerken untersucht wird, konnte ein PSM bei 17% der Proben nachgewiesen werden, 5% lagen über dem Grenzwert. (vgl. Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan – Obere Leine 1994, S. 180) Zu den am häufigsten nachgewiesenen Stoffen zählt das heutzutage verbotene Atrazin und seine Metabolite (Folgeprodukte des Abbaus), was 70% der Überschreitungen der Trinkwassergrenzwerte ausmacht. (Mull & Nordmeyer 1995: S. 7f)

3.1.6 Sonstiges

Desweiteren kann anhand der Borkonzentrationen auf die anthropogene Gewässerbelastung geschlossen werden, das relativ ungefährliche Bor normalerweise nur in kleinen Konzentrationen im Wasser vorliegt, aber in großen Mengen eingetragen wird. Das liegt an der Verwendung des Menschen von Bor als Bleichmittel in Waschmitteln. (Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 92 ff.) Der biologische Sauerstoffbedarf (BSB) ist örtlich stark erhöht, wenn unzureichende Kläranlagen nährstoffreiches Wasser einleiten. Die Stoffe aus den Abwässern werden dann von Bakterien zersetzt, welche den im Wasser gelösten Sauerstoff aufbrauchen. Dieser steht dann den übrigen Organismen nicht mehr zur Verfügung, so daß das Gleichgewicht des Systems nicht aufrecht erhalten werden kann. Gleiche Folgen hat der chemische Sauerstoffbedarf (CSB), der sich aus der Zersetzung schwer abbaubarer organischer Substanz ergibt. Außerdem übersteigt die Anzahl der coliformen Keime oft Grenzwerte, die für eine hochwertige Nutzung nötig wären. (Landesamt f. Wasserwirtschaft, 1989: S. 174-175) Die Belastung der Leine mit Radionukliden ist gering. Folgen von oberirdischen Kernwaffenversuchen und dem Reaktorunfall von Tschernobyl lassen sich aber nachweisen, ebenso wie das in der Medizin gebrauchte Jod –131. (Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan – Obere Leine 1994, S. 147)

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3.2 Energetische Belastung (Wärmebelastung)

Hauptsächlich bei der Stromerzeugung in Wärmekraftwerken, aber auch in anderen industriellen Produktionsbetrieben wird Wasser zur Kühlung benötigt. Dies erhöht nach der Wiedereinleitung die Wassertemperatur, was den biologischen Abbau beschleunigt und so zu einer Sauerstoffabnahme führt. Die Leine ist von solchen Einleitungen in Nörten-Hardenberg und in der Region Hannover betroffen. Die Wärmebelastungen werden durch technische Maßnahmen, wie die Ablösung der Durchlaufkühlung von der Rückkühlung des Wassers in Kühltürmen, möglichst gering gehalten. Sie sind daher in der Leine von marginaler Bedeutung (Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan – Untere Leine 1994, S. 123)

3.3 Wasserbauliche Veränderungen

Die niedersächsische Wasserwirtschaftsverwaltung begann 1959 mit der Aufstellung eines Generalplanes zur Hochwasserregelung. Dies war nötig geworden, weil die Leine, die einen großen Teil des Wassers aus dem Harz abführt, ein stark hochwassergefährdeter Fluß. Deshalb erzeugten großflächige Überschwemmungen immense Ernteverluste. So wurde beschlossen die Überflutungen mit Hilfe wasserbaulicher Maßnahmen einzugrenzen, anstatt sich aus den Überschwemmungsgebieten zurückzuziehen. Neben den Talsperren des Harzes wurden Rückhaltebecken gebaut, die aufgefüllt werden, sobald die abfließende Wassermenge eine Überflutungsgefahr darstellt. Nach der Zeit des großen Abflußes werden die Becken wieder geleert und können in Zeiten niedrigen Abflußes weiterhin landwirtschaftlich genutzt werden. Im Einzugsgebiet der Leine sind neben mehreren kleinen Rückhaltebecken die wichtigsten in Obernjesa, südlich Göttingens, der Rhumepolder bei Northeim und das größte mit 1200 ha bei Salzderhelden unterhalb der Rhumemündung. Der sonstige Ausbau der Leine konnte mit den stabileren Wasserständen auf kleine Flächen reduziert werden. (vgl. Pinz 1964, S. 82ff und Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan – Obere Leine 1994, S. 185)

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3.4 Zusammenfassung

Eine zusammenfassende Beurteilung des Belastungszustandes geht aus der Gewässergütekarte hervor. In ihr sind die wichtigsten Kriterien, die zur Beurteilung der Wasserqualität herangezogen werden, zu vier Stufen mit drei Zwischenstufen zusammengefaßt. Das vorläufige Ziel Niedersachsens ist das Erreichen der Wassergüteklasse 2 in allen Gewässern. (Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan – Obere Leine, S. 144) Die Güteklasse 2 bedeutet nach der Gewässergütekarte von

1990: mäßig belastet; mäßig Verunreinigung (z.B. NH4-N<0,3mg/l;>0,1mg/l), gute Sauerstoffversorgung (>6mg/l), große Artenvielfalt und Individuendichte. Bei einem Vergleich von Abb. 8 mit Abb. 9 geht hervor, daß sich die Gewässergüte in dem Betrachtungszeitraum deutlich verbessert und durchschnittlich die Güteklasse 2-3 erreicht hat. Der wichtigste Faktor dafür war die Verbesserung von kommunalen und industriellen Kläranlagen, die die sauerstoffzehrenden Kohlenstoffverbindungen aus dem Abwasser entfernen. Jetzt gewinnen geringerkonzentrierte gefährlichere Stoffen wie Arzneimittel und Ähnliche an Bedeutung, sowie die oben genannten Stoffe aus der Landwirtschaft, die nur an ihrer Quelle und nicht mit Kläranlagen, bekämpft werden können.

Falls quantitative Anforderungen nicht erreicht werden führt dies zu einer Reduzierung des Nutzungsumfangs, wenn aber qualitative Anforderungen nicht erreicht werden führt dies zum Ausschluß von Nutzungen. Darum ist es wichtig die Verschmutzungen auf ein Minimum einzuschränken, was nur mit Maßnahmen an Entstehungsort der Belastungen möglich ist.

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Abb. 8 Wassergüte 1962 Abb. 9 Wassergüte 1990

Aus: VIEHL 1964 Aus: LAWA 1990

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4. Literaturverzeichnis

Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) (Hrsg.), 12/1997: Bericht zur Grundwasserbeschaffenheit – Pflanzenschutzmittel. Berlin

LAWA (Hrsg.), 11/1995: Bericht zur Grundwasserbeschaffenheit – Nitrat. Stuttgart

LAWA (Hrsg.), 9/1990: Die Gewässergütekarte der Bundesrepublik Deutschland. Wiesbaden

MICROSOFT (Hrsg.), 1998: Encarta Lexikon CD-Rom

MULL, R. & NORDMEYER, H., 1995: Pflanzenschutzmittel im Grundwasser. Springer Verlag, Berlin

NIEDERSÄCHSISCHES UMWELTMINISTERIUM (Hrsg.), 1994: Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan – Obere Leine. Hannover

NIEDERSÄCHSISCHES UMWELTMINISTERIUM (Hrsg.), 1994: Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan – Untere Leine. Hannover

NIEDERSÄCHSISCHES LANDESAMT FÜR WASSERWIRTSCHAFT (Hrsg.), 1989: Mitteilungen aus dem Niedersächsischen Landesamt für Wasserwirtschaft - Heft 8. Hildesheim

KOCH, D., 1987: Naturschutz in der Leineaue. Hannover

PINZ, K.-H., 1964: Generalplan zur Hochwasserregelung in den Flußgebieten der Aller, Leine und Oker. In: Wasserwirtschaft in Niedersachsen. Verwaltungsverlag GmbH & Co KG, München VIEHL, Prof. Dr. K., 1964: Gütekartierung der Gewässer Niedersachsens. In: Wasserwirtschaft in Niedersachsen. Verwaltungsverlag GmbH & Co KG, München

SAUER, D. & EDER, M., 1987: Grünland in der Leineaue zwischen Neustadt und Bordenau. Hannover

SEEDORF, H. H. & MEYER, H. H., 1992: Landeskunde Niedersachen Band 1. Karl Wachholtz Verlag Neumünster