Der Projektabschlussbericht befasst sich mit der Bestimmung von Hochwasserscheitelabflüssen mit zugeordneter Jährlichkeit HQT an unbeobachteten Gewässerquerschnitten in Sachsen. Grundlage sind beobachtete Hochwasserscheitel an 113 Pegeln und hydrologische Überlegungen zur räumlichen Variabilität von Hochwassern. Zur Anwendung kommen Index-Flood-Verfahren, Top-Kriging und Georegression. Die Bewertung der Ergebnisse erfolgt mit einem Jack-Knife-Vergleich für die durch Pegel beobachteten Einzugsgebiete. Zur Bestimmung von Hochwasserspenden wird für Sachsen eine Kombination aller drei Verfahren empfohlen. Die Ergebnisse sollen Planern und Wasserbehörden für die Bemessung wasserbaulicher Anlagen zur Verfügung stehen.

Zehn Fachbeiträge dokumentieren die Ergebnisse der aktuellen Projekt- und Forschungsarbeit des Landesamtes in den Themenbereichen Grundwasser, Altlasten und Boden.

Mit landschaftsplanerischen und wasserbaulichen Maßnahmen soll die Kleine Spree gemäß EG-WRRL einen guten Zustand erreichen. Das 40 km lange Nebengewässer der Spree ist stark vom Braunkohlenbergbau beeinflusst. Der Bericht beschreibt und bewertet den Ist-Zustand der Kleinen Spree, analysiert die Defizite und leitet die Maßnahmen für einen guten ökologischen Zustand ab. Für die Gewässerabschnitte wurden Pläne zur Renaturierung im Maßstab von 1:10.000 erstellt. Sie basieren auf dem Strahlquellen- und Trittsteinprinzip, bei dem ökologisch gute und sehr gute Abschnitte so im Gewässerverlauf platziert werden, dass die Strahlwirkung das gesamte Gewässer umfasst.

In der vorliegenden Arbeit werden für ein stark anthropogen beeinflusstes Einzugsgebiet die komplexen Zusammenhänge zwischen Witterung, Landnutzung, Erosion, Gerinneabfluss, Stofffrachten und Makrozoobenthos analysiert. Dafür wurde eine Messstation eingerichtet, an der Fließgeschwindigkeit, Trübung, pH Wert und Leitfähigkeit kontinuierlich gemessen wurden. Mit Hilfe eines durchflussgesteuerten Probennehmers wurden Wasserproben entnommen und im Labor auf verschiedene Inhaltsstoffe (Nährstoffe, Schwermetalle) analysiert sowie die Konzentration von Feinsediment bestimmt. Es konnte eine Beziehung zwischen Trübung und Sedimentkonzentration abgeleitet werden. Die chemischen Analysen zeigten einen komplexen Zusammenhang zwischen der Erosion von landwirtschaftlichen Flächen, dem Stoffeintrag von versiegelten Arealen (Verkehrsflächen, Dächer) aber auch witterungs- und vegetationsbedingte saisonale Effekte. Ein Vergleich der Eigenschaften der Schwebstoffe/Feinsediment im Landwasser mit denen von Ackerboden (Maisfelder) zeigte, dass diese die „chemische Handschrift“ der Ackerböden trugen. Mit Hilfe der Modelle EROSION 3D und ICECREAM wurden die abgetragenen Bodenmengen für das Einzugsgebiet bzw. für ausgewählte Hänge quantifiziert. EROSION 3D überschätzt den Bodenaustrag aus dem Untersuchungsgebiet deutlich. Das Modell ist ungeeignet, um für das Einzugsgebiet reale Abtragswerte mit den zur Verfügung stehenden flächenhaften Eingangsdaten zu berechnen. Bereits für Einzelhänge werden zu große Bodenabträge berechnet. Verstärkend kommt hinzu, dass auf Grund der Modellannahme jeder Partikel, der das Gewässer erreicht auch aus dem Einzugsgebiet heraustransportiert wird. Das Modell kann empfohlen werden, um erosionsgefährdete Flächen auszuweisen. In der Untersuchungsperiode von 2009 bis Juli 2011 wurde an Hand von 57 Driftfängen mit unterschiedlichen hydrologischen Randbedingungen die Wirkung der Fließgeschwindigkeit auf den Übergang benthischer Invertebraten in die freie Welle identifiziert. Aus Uferbereichen gelangen zufällig terrestrische Invertebraten in das Gewässer, deren Anteil sich durch gewässernahen Oberflächenabfluss in Folge von Niederschlagsereignissen erhöht. Die Driftdichte nimmt ab Fließgeschwindigkeiten von 0,3 m/s deutlich zu. Oligochaeta, Cyclopoida und Dipolstraca driften verstärkt bei Fließgeschwindigkeiten >0,6 m/s.

Limited water exchange shrimp culture technology is commonly used today in many shrimp farms in Vietnam to reduce water usage, input of diseases and discharge of nutrient-rich effluents into environment as well as to increase the production per unit area. However, a remaining problem in this technology is that the water quality in shrimp ponds will be reduced due to limitation of water exchange for a long period. The accumulation of inorganic components such as waste feed, bacterial deposits or other biological debris at the pond bottom will lead to low dissolved oxygen, high ammonia-nitrogen level, high fecal coliform bacteria and high turbidity which cause a severe degradation of water quality and detriment to shrimp growth and survival. To solve this remaining problem, an autonomous water-cleaning machine for shrimp ponds was designed to control the waste accumulation in the pond. This is an effective solution to replace manual cleaning methods for water quality management in shrimp farming in the coastal area of the Mekong delta of Vietnam. Especially, this technique can be used for biosecure shrimp production systems according to GMP standards to meet the objectives for sustainable development of shrimp aquaculture in Vietnam. / Kỹ thuật nuôi tôm không thay nước đang được sử dụng rộng rãi ở các trại nuôi tôm Việt Nam vì giúp giảm lượng nước sử dụng, hạn chế thải nước vào môi trường và giúp tăng diện tích nuôi trồng tôm. Tuy nhiên, bản thân kỹ thuật này cũng tạo nên một sản phẩm chất thải là phân tôm, thức ăn và chế phẩm sinh học xử lý nước dư thừa. Chất thải này dần dần tích tụ dưới đáy ao tạo thành lớp bùn độc, rất thiếu ôxy và chứa nhiều chất gây hại như ammonia, nitrite, hydrogen sulfide. Để tránh làm giảm diện tích ao nuôi do chất thải tích tụ làm tôm lảng tránh và tăng mật độ tôm nuôi trồng, thiết bị tự hành thu gom chất thải làm sạch nước trong vuông nuôi tôm đã được nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công. Thiết bị đã thay thế các hoạt động làm sạch chất thải thủ công của con người, không sử dụng các nguồn năng lượng gây ô nhiễm, giảm nhu cầu về điện góp phần phát triển sản xuất tôm sạch đạt chuẩn GMP và phát triển bền vững ở các tỉnh ven biển miền Tây Việt Nam.

Gute Gewässerqualität für alle europäischen Gewässer, der sogenannte »gute Zustand«, ist das Hauptziel der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie. Bei der Bewertung der Gewässer werden biologische, hydromorphologische, physikalische, chemische und mengenmäßige Kriterien berücksichtigt. Der Bericht beschreibt die Bewertungsverfahren und dokumentiert die detaillierten Ergebnisse der Zustandsbewertung aller 651 Oberflächenwasserkörper und 70 Grundwasserkörper in Sachsen. Enthalten ist auch eine Einschätzung, welche Gewässer bis 2015 den angestrebten guten Zustand erreicht haben werden und ein Überblick über die Strategien zur Verbesserung des Gewässerzustands in den wichtigsten Belastungsbereichen. Auf den angefügten Gewässerkarten lässt sich der ökologische und chemische Zustand der Oberflächengewässer sowie der chemische und mengenmäßige Zustand der Grundwasserkörper für ganz Sachsen ablesen.

11 Fachbeiträge dokumentieren die Ergebnisse der aktuellen Projekt- und Forschungsarbeit des Landesamtes in den Themenbereichen Grundwasser, Altlasten und Boden.

Nach der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie sollen Ende 2015 die Oberflächengewässer und das Grundwasser einen »guten Zustand« aufweisen. Der Bericht informiert zum Stand der Maßnahmen und ihrer Umsetzung in Sachsen für die Bereiche Landwirtschaft und Wasserwirtschaft. Er verdeutlicht, dass die Maßnahmenprogramme nur dann erfolgreich umgesetzt werden können, wenn zur Erreichung der Bewirtschaftungsziele auch alle relevanten Qualitätskomponenten in ihrem Zusammenwirken betrachtet werden.

Rund 3.000 Arten zur Beschreibung des ökologischen Zustandes von Gewässern nach den Vorgaben der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie wurden bisher in Sachsen erfasst. Die größte Gruppe stellen Wasserpflanzen einschließlich Algen dar. Die reich bebilderte Broschüre stellt eine Auswahl in Sachsen vorkommender Wasserpflanzen und am Gewässerboden lebender Algen vor und gibt Einblick in eine faszinierende Unterwasserwelt. Sie ermöglicht wasserwirtschaftlichen Praktikern und interessierten Naturschützern einen Einstieg in die Interpretation des ökologischen Gewässerzustands.

Objective: National and supranational directives (EU-bathing water directiv, WHO directives) exist to examine the bathing-water quality with concern to public health criteria. E.coli, Intestinal enterococci and Enteroviruses serve as indicators for the contamination of a water with pathogenic bacteria and viruses. As an valuable indicators for the viral contamination bacteriophages are discussed. The aim of this work is the evaluation of somatic and F+ RNA coliphages as indicators of a contamination with enteric viruses considering a lignite mining lake as example. Approach: In weekly intervals, the concentration of bacterial and viral indicators, as well as the presence or absence of enteric viruses in the mining lake "Werbeliner See" (central German lignite mining area), in the flooding water and in the sewage plant Leipzig-Rosental, which significantly influences the flooding water, was examined. The paramters E.coli, Intestinal enterococci and spores of Clostridium perfringens serve as indicators for the hygienic state. As possible indicators of a viral contamination, somatic and F+ RNA coliphages were examined. Several hygienic relevant enteric viruses (Entero-, Noro-, Astro-, Adeno-, Rota- and Hepatitis A-viruses) were detected by means of adequate molecular biological methods and enumerated. Results: 1. The sewage plant Leipzig-Rosental eliminated fecal bacteria and bacteriophages very efficiently (about two logs), however the reduction of E.coli and enterococci was significant higher then the reduction of Cl.perfringens-spores and bacteriophages. The purification capacity benefits from the application of chemical precipitants (Fe (III) cloride / sulfate). 2. The reduction of genomes of Noro-, Astro- and Enteroviruses by the sewage plant was in the range of one to two logs. 3. All examined viruses could be detected in the inflow and the outflow of the sewage plant during the time of examination. 4. The concentration of fecal bacteria in the lake Werbeliner See was very low. The requirements by the EU-bathing water directive (76/160/EWG) with 2000 . (100 ml)-1 (E.coli, imperial value) and 100 . (100 ml)-1 (enterococci, guide value), respectively, were under-run clearly, also concerning the individual sampling days. 81 % and 92 % of the samples of the lake Werbeliner See (except the inflow site) were below the detection limit of 0,1 PFU . ml-1 for somatic and F+ RNA coliphages, respectively. 5. In contrast, DNA and RNA of all examined virus could be found in the lake. Quantitative PCR reveald a virus load between 0 und 105 Gen.equiv. . l-1 for Entero-, Noro- and Astroviruses. 6. The detection of infectious Enteroviruses on BGM cell lines yielded one positve sample (=1,2%). Since the concentration of Enterovirus genomes in the quantitative PCR was three to four log-steps lower then this of the Noro- and Astroviruses, one could specualte, that the concentration of infectious Noro- and Astroviruses in the lake was quite high. 7. The low rate of positive infectious Enteroviruses in the lake reflects the low concentration of bacteriophages. But the direct comparison of the concentration of bacteriophages with the concentration of infectious Enteroviruses in the flooding water casts doubt on the indicatior value of bacteriophages regarding Enteroviruses. In conclusion, this finding suggests that an exclusive indication of bacteriophages concerning a contamination with Enteroviruses is not possible. 8. The use of bacteriophages as indicators of a wider range of enteric viruses could attenuate this discrepancy by the epidemiological more frequent appearance of enteric viruses as a sum. 9. In this context bacteriophages could, due to their comparatively high resistence, have a key function in the assesment of the hygienic quality of a water sample. / Problemstellung: Um die hygienische Qualität von Badegewässern zu beurteilen existieren nationale und übernationale Richtlinien (EU-Badegewässerrichtlinie, WHO-Richtlinien). E.coli, Intestinale Enterokokken und Enteroviren dienen dabei als Indikatoren für die Belastung des Gewässers mit humanpathogenen Keimen bzw. Viren. Als Indikatoren für die virale Belastung sind in diesem Zusammenhang unter anderem Bakteriophagen im Gespräch. Gegenstand dieser Arbeit sind die Evaluierung von Somatischen und F+ RNA Coliphagen als Indikatoren für die Kontamination mit enteralen Viren am Beispiel eines Tagebausee sowie die Dokumentation der hygienischen Wasserqualität des Tagebausees unter Berücksichtigung des Flutungswassers. Vorgehensweise: In wöchentlichen Routineuntersuchungen wurden die Konzentrationen bakterieller und viraler Indikatoren, sowie die An- oder Abwesenheit enteraler Viren im Tagebausee "Werbeliner See" untersucht. Verschiedene, hygienische relevante enterale Viren (Entero-, Noro-, Astro-, Adeno-, Rotaviren, sowie Hepatitis A-Viren) wurden mittels geeigneter molekularbiologischer und zellkultureller Methoden detektiert und quantifiziert. Ergebnisse: 1. Die Kläranlage Leipzig-Rosental eliminierte sehr effizient (ca. zwei Größenordnungen) fäkale Bakterien und Bakteriophagen, wobei die Reduktion von E.coli und Enterokokken signifikant höher war als die von Cl.perfringens-Sporen und Bakteriophagen. Die Reinigungsleistung wird durch den Einsatz von chemischen Fällmitteln (Eisen-(III)-Chlorid / -Sulfat-Salze) begünstigt. 2. Noro-, Astro- und Enteroviren, für die quantitative Untersuchungen durchgeführt worden, konnten durch die Kläranlage um ein bis zwei Größenordnungen reduziert werden. 3. Alle untersuchten Viren konnten in Zu- und Ablauf der Kläranlage molekularbiologisch nachgewiesen werden. 4. Die Konzentration fäkaler Bakterien im Werbeliner See war sehr gering. Die Vorgaben der EU-Badegewässerrichtlinie (76/160/EWG) von 2000 . (100 ml)-1 (E.coli, Grenzwert) bzw. 100 . (100 ml)-1 (Enterokokken, Leitwert) wurden dabei, auch bezogen auf die einzelnen Probenahmetage, deutlich unterschritten. 81 % bzw. 92 % der Seeproben (außer Einleitungsstelle) lagen unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 PFU . ml-1 für Somatische- bzw. F+ RNA Coliphagen. 5. Im Kontrast dazu konnte DNA bzw. RNA aller untersuchten Viren im See gefunden werden. Die genomische Viruslast der mittels real-time-PCR detektierten Entero-, Noro- und Astroviren lag zwischen 0 und 105 Gen.äquiv. . l-1. 6. Der Nachweis infektiöser Enteroviren auf BGM-Zellen im Werbeliner See ergab ein einzelnes positives Ergebnis im Untersuchungszeitraum (= 1,2 %). Allerdings lag die Konzentration detektierter Enteroviren-Genome im Mittel drei bis vier Größenordnungen unter der Konzentration von Noro- und Astroviren. Es kann deshalb spekuliert werden, dass für diese Viren ebenfalls ein hoher Anteil infektiöser Proben zu erwarten gewesen wäre. 7. Die niedrige Nachweisrate infektiöser Enteroviren im Werbeliner See spiegelte sich in der sehr niedrigen Konzentration an Bakteriophagen wider. Allerdings lässt der direkte Vergleich der Bakteriophagenkonzentration mit dem Nachweis infektiöser Enteroviren im Flutungswasser Zweifel am Indikatorwert von Bakteriophagen für eine Kontamination mit Enteroviren aufkommen. Eine exklusive Indikation von Bakteriophagen bezüglich einer Kontamination mit Enteroviren scheint anhand dieser Befunde nicht möglich. 8. E.coli und Enterokokken wurden in Laborversuchen unter verschiedenen Versuchsbedingungen signifikant schneller inaktiviert als Somatische Coliphagen und Noroviren. Gleiches galt im Vergleich zu Cl. perfringens-Sporen, Astroviren und F+ RNA Coliphagen. 9. Bakteriophagen könnten deshalb auf Grund ihrer vergleichsweise hohen Resistenz eine wichtige Schlüsselfunktion für die Beurteilung der hygienischen Qualität einer Wasserprobe spielen.