Damit Wasser in ausreichender Menge und Qualität auch zukünftigen Generationen zur Verfügung steht, ist eine integrierte Bewirtschaftung aller natürlichen und künstlichen Wasserkreisläufe – eine nachhaltige Wasserwirtschaft – notwendig. Das übergeordnete Ziel der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) ist, dass Fließ- und Standgewässer durch geeignete Maßnahmen langfristig in den natürlichen Zustand zurückversetzt werden. Vielfältige Gewässernutzungen, zum Beispiel Wasserentnahme, Abwassereinleitung, Fischerei, Schifffahrt, Energiegewinnung, Badebetrieb und die Auswirkungen des Klimawandels, beeinflussen die Wasserbeschaffenheit und Gewässerstruktur von Seen und Talsperren aber oft nachteilig.

Die Arbeitsgruppe Umweltphysik am Limnologischen Institut erforscht physikalische und ökosystemare Prozesse und deren Wechselwirkungen in Seen und Talsperren. Ein prozessbasiertes Verständnis der dynamischen Wechselwirkungen in aquatischen Ökosystemen ist eine Voraussetzung, um die Konsequenzen von Umweltveränderungen – zum Beispiel Änderung der Nährstoffeinträge, Klimawandel oder das Einwandern von fremden Arten – besser beurteilen und die Nachhaltigkeit von Managementmaßnahmen abschätzen zu können. Unsere Forschung stützt sich in starkem Maße auf intensive Messungen im Freiland und numerische Modellierung.

Aktuelle Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe sind die Auswirkung von Klimaveränderung auf Mischungsprozesse und die Planktonentwicklung in Seen, die Freisetzung von Treibhausgasen aus Seen und Talsperren und die Auswirkung von Ufernutzungen auf die Hydro- und Morphodynamik in der Flachwasserzone von Seen.

So untersuchen wir im Rahmen des Graduiertenkollegs „R3 – Reaktionen auf biotische und abiotische Veränderungen, Resilienz und Reversibilität von Seeökosystemen“ mit Hilfe von Computersimulationen, welche Seetypen in welchen Regionen Europas besonders sensitiv auf Klimaerwärmung reagieren.

Im Project CHARM des Wassernetzwerks Baden-Württemberg erforschen wir die Freisetzung der Treibhausgase CH4 und CO2 aus Talsperren, die zur Wasserkrafterzeugung genutzt werden, und wie diese Freisetzung durch das Management der Talsperre beeinflusst wird.

Im kürzlich abgeschlossenen Verbundprojekt HyMoBioStrategie wurden hydromorphologische Beeinträchtigungen von Seeufern untersucht. Besonderer Schwerpunkt lag dabei auf den Auswirkungen von Uferverbauungen, Seespiegelveränderungen und der Schifffahrt auf Oberflächenwellen, Strömungen, den Feststoffhaushalt, Wasserpflanzen und bodenlebende Tiere in der Flachwasserzone. Die Ergebnisse sind in den Handlungsempfehlungen „Seeufer: Wellen - Erosion - Schutz - Renaturierung“ zusammengefasst und liefern einen Beitrag für ein nachhaltiges Management von Seeuferzonen.

Prof. Dr. Frank Peeters ist Professor für Umweltphysik an der Universität Konstanz. Seine Forschung zur Rolle physikalischer Prozesse in aquatischen Ökosystemen ergründet unter anderem Fragestellungen zu Mischungs- und Transportprozessen und deren Bedeutung für das Plankton in Seen, zu Treibhausgasen in Seen und Wasserreservoiren sowie Fragen der ökologischen Modellierung und Renaturierung.
 

Dr. Hilmar Hofmann ist Nachwuchsgruppenleiter für aquatische Umweltphysik. Schwerpunkt seiner Forschung sind physikalische Prozesse in Seen, die Dynamik und Freisetzung von Treibhausgasen aus Seen und die Auswirkungen hydromorphologischer Veränderungen von Seeufern auf den Feststoffhaushalt und die dort lebenden Organismen und Wasserpflanzen.