Das betrachtete Einzugsgebiet der Neiße weist sowohl morphologisch als auch bezüglich der Landnutzung eine Zweiteilung auf, die sich in den hydrologischen Prozessen und auch in der Gewässergüte widerspiegelt. Morphologie, Bodeneigenschaften und Landnutzung steuern die hydrologischen Prozesse, besonders die Abflussbildung und damit den Stofftransport und die Gewässergüte. Das Projekt zeigt u.a. die Bedeutung der kombinierten Anwendung chemischer und isotopischer Verfahren, um die Unterschiede in der Abflussbildung und den Einfluss der Schneedecke auf den Abfluss zu erfassen. Die Wasserqualität in der Neiße und ihrer untersuchten Nebenflüsse ist bezüglich der betrachteten Parameter gut. Es gab nur wenige Überschreitungen von Grenzwerten, entweder in Trockenperioden bei Niedrigwasserabfluss oder nach starken Niederschlagsereignissen. Im Vergleich mit den langjährigen Daten des Standard-Monitorings ist für die letzte Periode eine Abnahme in der Konzentration für einige Stoffe festzustellen. Geringe Stoffkonzentrationen wurden im Bodenwasser unter unterschiedlich bewirtschaftetem Grünland unabhängig vom Management gemessen. Für Grünland wurde ein hohes Rückhaltevermögen konstatiert. Die Einleitungen aus Punktquellen (Kläranlagen) ändert die Gewässergüte besonders während der Niedrigwasserperioden. Während Hochwasserereignissen traten dagegen hohe Schwebstofffrachten auf, die auf den Eintrag aus diffusen Quellen (hauptsächlich von Ackerflächen) zurückzuführen sind. Die Herkunft der Schwermetalle in den Fließgewässern lässt sich nicht eindeutig zuordnen. Dafür müssten detailliertere Untersuchungen entlang der Fließgewässer unter Einbeziehung aller potenziellen Einleiter durchgeführt werden. Zink wird beispielsweise auch in wenig besiedelten Gebieten in erheblichem Maß über die Atmosphäre eingetragen, wie die Messungen zeigen. Werden die während der Projektlaufzeit erhobenen Daten für die 30 Probenahmestellen analysiert, so stellen sich entsprechend ihrer physiko-chemischen Signatur sechs Gruppen heraus. Jeder dieser Probenahmestellen kann ein Einzugsgebiet zugeordnet werden mit bestimmten Anteilen an den verschiedenen Landnutzungskategorien. Diese Gruppen weisen eine weitgehend ähnliche Landnutzungsstruktur auf. Bei der Analyse der Abflussbildungsprozesse im Gesamtgebiet werden auch hierfür die gleichen Teileinzugsgebiete statistisch zusammengefasst. Für das Einzugsgebiet wurden kritische Punkte bestimmt, an denen die Gefahr besteht, dass Stoffablagerung (Sedimente) bebaute Gebiete und Infrastruktur bedrohen. Es wurden vulnerable Flächen hinsichtlich der Bedrohung der Gewässergüte ausgewiesen.

Das betrachtete Einzugsgebiet der Neiße weist sowohl morphologisch als auch bezüglich der Landnutzung eine Zweiteilung auf, die sich in den hydrologischen Prozessen und auch in der Gewässergüte widerspiegelt. Morphologie, Bodeneigenschaften und Landnutzung steuern die hydrologischen Prozesse, besonders die Abflussbildung und damit den Stofftransport und die Gewässergüte. Das Projekt zeigt u.a. die Bedeutung der kombinierten Anwendung chemischer und isotopischer Verfahren, um die Unterschiede in der Abflussbildung und den Einfluss der Schneedecke auf den Abfluss zu erfassen. Die Wasserqualität in der Neiße und ihrer untersuchten Nebenflüsse ist bezüglich der betrachteten Parameter gut. Es gab nur wenige Überschreitungen von Grenzwerten, entweder in Trockenperioden bei Niedrigwasserabfluss oder nach starken Niederschlagsereignissen. Im Vergleich mit den langjährigen Daten des Standard-Monitorings ist für die letzte Periode eine Abnahme in der Konzentration für einige Stoffe festzustellen. Geringe Stoffkonzentrationen wurden im Bodenwasser unter unterschiedlich bewirtschaftetem Grünland unabhängig vom Management gemessen. Für Grünland wurde ein hohes Rückhaltevermögen konstatiert. Die Einleitungen aus Punktquellen (Kläranlagen) ändert die Gewässergüte besonders während der Niedrigwasserperioden. Während Hochwasserereignissen traten dagegen hohe Schwebstofffrachten auf, die auf den Eintrag aus diffusen Quellen (hauptsächlich von Ackerflächen) zurückzuführen sind. Die Herkunft der Schwermetalle in den Fließgewässern lässt sich nicht eindeutig zuordnen. Dafür müssten detailliertere Untersuchungen entlang der Fließgewässer unter Einbeziehung aller potenziellen Einleiter durchgeführt werden. Zink wird beispielsweise auch in wenig besiedelten Gebieten in erheblichem Maß über die Atmosphäre eingetragen, wie die Messungen zeigen. Werden die während der Projektlaufzeit erhobenen Daten für die 30 Probenahmestellen analysiert, so stellen sich entsprechend ihrer physiko-chemischen Signatur sechs Gruppen heraus. Jeder dieser Probenahmestellen kann ein Einzugsgebiet zugeordnet werden mit bestimmten Anteilen an den verschiedenen Landnutzungskategorien. Diese Gruppen weisen eine weitgehend ähnliche Landnutzungsstruktur auf. Bei der Analyse der Abflussbildungsprozesse im Gesamtgebiet werden auch hierfür die gleichen Teileinzugsgebiete statistisch zusammengefasst. Für das Einzugsgebiet wurden kritische Punkte bestimmt, an denen die Gefahr besteht, dass Stoffablagerung (Sedimente) bebaute Gebiete und Infrastruktur bedrohen. Es wurden vulnerable Flächen hinsichtlich der Bedrohung der Gewässergüte ausgewiesen.:Abbildungsverzeichnis VI Tabellenverzeichnis XI 1 Einleitung 1 2 Das Projekt 2 2.1 Projektziele 2 2.2 Projektpartner 2 3 Das Einzugsgebiet 3 3.1 Klima 4 3.2 Geologie und Boden 4 3.3 Hydrologie 6 3.4 Landnutzung 6 3.5 Die Teileinzugsgebiete 8 4 Methoden 10 4.1 Probenahme 10 4.2 Beschreibung der experimentellen Standorte 11 4.2.1 Zittauer Ökologische Forschungsstation 11 4.2.2 Experimentalgebiete des VURV 12 4.2.3 Experimentalflächen der ČVUT in Prag 16 4.3 chemische Analysen 17 4.4 Auswertung langjähriger Messreihen 17 4.4.1 Auswahl der Kennwerte für die Auswertung 22 4.4.2 Auswertemethoden 23 4.5 Berechnung des Wasserqualitätsindexes (WQI) 24 4.6 Analyse räumlich verteilter Daten 25 4.6.1 Landnutzung 25 4.6.2 Digitales Geländemodell 28 4.6.3 Hydrologische Bodengruppen 28 4.6.4 Linienartige Layer 30 4.7 Statistische Analysen 32 4.8 Modellierung 33 4.8.1 Das CN-Verfahren 34 4.8.1.1 Ermittlung der Abflussmengen mit Hilfe der CN-Kurven 34 4.8.1.2 Berechnung des Spitzendurchflusses aus dem Bemessungsniederschlag 36 4.8.2 WBS-FLAB 37 4.8.3 Erosion und Sedimenttransport 39 4.9 Vulnerabilität des Untersuchungsgebietes 43 4.9.1 Grundlagen 43 4.9.2 Auswertung der Ökologischen Stabilität des Gebietes 43 4.9.3 Bewertung der Vulnerabilität des Untersuchungsgebietes 46 5 Ergebnisse 48 5.1 Landnutzungsanalyse 48 5.2 Hydrologische Prozesse und Isotope 49 5.3 Gewässergüte 54 5.3.1 Bewertung der Qualität der Oberflächengewässer und Identifikation vonsignifikanten anthropogenen Belastungen 54 5.3.1.1 Ergebnisse der Auswertung des Standard-Monitorings des Oberflächenwassers 54 5.3.1.2 Ergebnisse der Auswertung des projektspezifischen Monitorings 62 5.3.2 Zusammenfassung - Fazit 66 5.3.3 Vergleich der aktuellen mit historischen Messwerten 68 5.3.4 Chemische Zusammensetzung des Niederschlags 69 5.3.5 Ausgewählte Stoffkonzentrationen in unterschiedlichen Kompartimenten 71 5.3.5.1 Mittlere zeitliche Verläufe von Bor und Calcium 71 5.3.5.2 Gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) 73 5.3.6 Einfluss von Grünland-Managementsystemen 76 5.3.6.1 Historische Daten 76 5.3.6.2 Im Rahmen des Projektes AquaNisa erfasste Daten 79 5.3.6.3 Fazit 82 5.3.7 Einfluss der Landnutzung auf die physiko-chemische Güte der Fließgewässer 83 5.3.8 Längsprofile 90 5.4 Gewässergüteindex 93 5.5 Frachten 94 5.6 Erosion und Sedimenttransport 97 5.6.1 Ergebnisse der Modellierung 97 5.6.2 Identifikation von gefährdeten Standorten und mögliche Maßnahmen 100 5.6.3 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 103 5.7 Ergebnisse des CN-Verfahrens 104 5.7.1 Produktion von Oberflächenabfluss 104 5.7.2 Direktabfluss und Spitzendurchflüsse an kritischen Stellen 111 5.7.2.3 Kombination der Abflussakkumulierung und der CN-Kurven 117 5.8 Abflusskomponenten im Einzugsgebiet 119 5.9 Analyse der Vulnerabilität der Landschaft in dem Einzugsgebiet der oberen Neiße 122 5.9.1 Indikatoren 122 5.9.2 Synthese der Indikatoren 126 6 Vorschläge und Empfehlungen hinsichtlich der Landnutzungsänderung im Untersuchungsgebiet 127 6.1 Maßnahmen zur Förderung des Wasserrückhaltes 127 6.1.1 Reduzierung des Hochwasserrisikos 127 6.1.2 Erhöhung des Wasserrückhaltes in der Landschaft 129 6.2 Maßnahmen zur Einschränkung der Erosion und der Sedimentation 130 6.3 Maßnahmen zum Hochwasserschutz 131 6.4 Maßnahmen zur Reduzierung der Wasserverunreinigung aus diffusen Quellen 132 6.5 Maßnahmen zur Erhöhung der ökologischen Stabilität 132 7 Zusammenfassung 133 8 Literatur 135 9 Steckbriefe der Probenahmestellen

In context of catastrophic floods and extreme droughts in recent years there is an urgent need of solving of issues dealing with protection against hydrological extremes, not using just classical engineering methods but also untraditional practices. There is a new protection strategy focusing on gradual increase of river catchment retention capacity including its headwater regions. All of the issues related to various possibilities and measures leading to river headstream areas retention capacity increase should be discussed by experts in various fields taking into account objectives and priorities of a supra-regional, regional and local significance. Natural runoff process is affected by man already by its birth, thus in headwaters where numerous procedures related to runoff retardation and water retention increase in headstream areas could be realized. Suitable conditions for the research realization at present is related to the Otava River headwaters (sw. Czechia) representing the core zone of a number of extreme runoff events and with high heterogeneity in the terms of physical-geographic and socio-economic aspects. To understand and clarify the runoff generation process and the effect of various physical-geographic factors on its dynamics, the detailed analyses of runoff regime in chosen...