Gewässerökologisches Gutachten zur UVS zum ROV Kraftwerk ...

Gewässerökologisches Gutachten Main ROV Kraftwerk Staudinger
Während der Untersuchungen der Schadstoffeinträge im Jahr 2007 wurde, bedingt durch
den tageszeitlichen Messzeitpunkt (ca. 12 – 15 Uhr) und dem insgesamt vergleichsweise
kühlen Sommer, zu keinem Zeitpunkt eine Unterschreitung der Grenz- oder Richtwerte
nach Hessischer Fischgewässerverordnung festgestellt. Die Sauerstoffkonzentrationen
schwankten an den Untersuchungsterminen zwischen 8,4 und 11,5 mg/l.
In Zeiten extremer Strahlungswetterlagen, wie beispielsweise im Juli 2006 mit Maximallufttemperaturen
bis 36°C, schwankte die Sauerstoffkonzentration im Main bei Wassertemperaturen
zwischen 24,3 und 27,5°C (EkVO 2007) an der Kühlwasserentnahmestelle nur
zwischen 4,4 und 7,4 mg/l. Im darauf folgenden Jahr (EkVO 2008) lagen die entsprechenden
Werte an der Entnahmestelle zwischen 4,1 und 9,6 mg/l (Max. bei 16,3).
Die minimalen O2–Konzentrationen von 4,4 mg/l (23.07.2006 bei maximal 26,6 °C) bzw.
4,1 mg/l (15.06.2007 bei maximal 23,0 °C) entsprechen dabei einer O2-Sättigung von
54,9% im Jahr 2006 (die max. O2-Sättigungskonzentration bei 26,6 °C beträgt unter Normaldruck
8,02 mg/l) bzw. 47,8% im Jahr 2007 (die max. O2-Sättigungskonzentration bei
23 °C beträgt unter Normaldruck 8,57 mg/l).
In seltenen Fällen kommt es nach der nächtlichen Sauerstoffzehrungsphase im Main somit
in den frühen Morgenstunden zu kurzfristigen Unterschreitungen des minimalen Richtwertes
von 5 mg O2/l. 4 Anhand der gemessenen Werte lag im Main eine Sauerstoffzehrung
von rund 50% vor.
Unter derzeitigen Betriebsbedingungen ist die kraftwerksbedingte Temperaturkomponente
der Sauerstoffsituation des Mains für hydrologische und meteorologische Extremsituationen
in Szenario 3 in Kapitel 2.2.2.3.2 modelliert (Randbedingungen: Mainabfluss:
35,7 m³/s, Wärmeeinleitung: 227 MW, Kühlwassermenge: 7,2 m³/s;). Maßgebliche Steuerungsgrößen
der Wärmeeinleitung in Bezug auf den Sauerstoffgehalt des Mains sind dabei
Einleittemperatur und Einleitmenge des Kühlwassers.
An der Kühlwassereinleitstelle wurden analog zu den o.g. Terminen mit O2–
Konzentrationsminima im Main O2–Konzentration von 8,0 mg/l (23.07.2006 bei maximal
28,8 °C) bzw. 7,4 mg/l (15.06.2007 bei maximal 32,9 °C) gemessen (EkVO 2007, 2008).
Dies entspricht einer O2-Sättigung von 103,8% im Jahr 2006 (die max. O2-
Sättigungskonzentration bei 28,8 °C beträgt unter Normaldruck 7,71 mg/l) bzw. 102,9% im
Jahr 2007 (die max. O2–Sättigungskonzentration bei 32,9 °C beträgt unter Normaldruck
7,19 mg/l). Dies ist damit zu erklären, dass durch die Kühlwasseraufbereitung dem Rohwasser
organische Substanz entzogen wird und Naturzug-Nasskühltürme bei der Verrieselung
das Wasser mit Sauerstoff anreichern. Im O2–übersättigten Einleitstrom dürfte es daher
zur Ausgasung des überschüssigen Sauerstoffs kommen.
Bei Durchmischung des Mainwassers mit dem eingeleiteten Kühlwasser in der Kühlturmfahne
wirkt die Temperaturerhöhung in erster Linie erniedrigend auf die Sauerstoffsättigung,
nicht aber auf die Sauerstoffkonzentration, welche durch die Einleitung des O2–
übersättigten Kühlwassers sogar erhöht wird. Durch eine Erhöhung der Temperatur geht
O2 jedoch vermehrt aus der gelösten in die gasförmige Phase über (Ausgasung). So sinkt
die mögliche Sauerstoffsättigung im Main durch Wärmeinleitung im Ist-Zustand unterhalb
des Einleitbauwerks aufgrund der Temperaturerhöhung um 2 K (vgl. Querprofil 2 in
Abbildung 2.2-12 auf Seite 46) um etwa 4,4%. Die tatsächliche Konzentration an O2 liegt
4 Sauerstofflöslichkeit und -gehalt (in mg/l) im Wasser sind abhängig von der Wassertemperatur. Der Sauerstoffgehalt reduziert sich mit
steigender Wassertemperatur und damit abnehmender Sauerstofflöslichkeit. Die Sauerstoffsättigung (in %) in einem Gewässer ist abhängig
von Prozessen der Sauerstoffanreicherung und Prozessen der Sauerstoffzehrung, die die normale Sättigung von ca. 100% reduzieren
oder erhöhen können. Prozesse der Sauerstoffanreicherung sind die Photosynthese des Phytoplanktons sowie von Unterwasserpflanzen
aber auch der Eintrag durch hydromechanische Prozesse wie die wind- oder strömungsinduzierte Turbulenz an der Wasseroberfläche oder
die Sauerstoffanreicherung an Wehren und Sohlabstürzen. Zehrende Prozesse sind die Atmung von Organismen wie Fischen oder
des Phytoplanktons in den Nachtstunden aber auch der Abbau organischer Substanzen
Kapitel 3 / S. 112 (152) GewÖkoGUT_ROV_Rev05.doc