Phosphorbilanz von Sempachersee und Baldeggersee. Teil I: Eintrag durch Zuflüsse

Der Phosphorinhalt des Baldeggersees und des Sempachersees nahm in den vergangenen 20 Jahren deutlich ab. Trotzdem liegt er für beide Seen noch immer über dem Zielwert eines mesotrophen Zustandes. Seit den 1970er-Jahren konnte vor allem der Eintrag von Phosphor aus häuslichen Abwässern reduziert werden. Andererseits wurde die landwirtschaftliche Nutzung intensiviert. Deshalb macht die Abschwemmung aus landwirtschaftlich genutzten Böden heute den Grossteil der Phosphorfracht in die beiden Seen aus. Auf Bundes- und Kantonsebene wurden verschiedene Massnahmen ergriffen, um eine gewässerschonende Bodenbewirtschaftung zu fördern (siehe z. B. Kanton Luzern, 2000). Die Auswirkung solcher Massnahmen auf den Phosphoreintrag und damit auf den Phosphorhaushalt des Sees ist jedoch nicht direkt erkennbar: Einerseits wirken die Böden als Reservoir und reagieren nur langsam auf eine Reduktion des Düngereintrags (Gächter und Müller, 1999). Andererseits werden Nährstoffe vor allem bei Hochwasserereignissen abgeschwemmt (Gächter et al. 1996), weshalb der jährliche Phosphoreintrag stark vom Niederschlag abhängt und somit die zeitliche Entwicklung nur schwer zu erkennen ist. Aus diesen Gründen beauftragte das Amt für Umweltschutz des Kantons Luzern (AfU LU) die Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz (EAWAG), Überlegungen zur zeitlichen Entwicklung der Fracht anzustellen und Möglichkeiten aufzuzeigen, wie Fehler in den Zuflussdaten reduzieren werden können. Dabei sollten die folgenden Fragen beantwortet werden: Lassen sich in den seit 1986 gemessenen Phosphoreinträgen zeitliche Trends erken-nen? Über welchen Zeitraum müssen die Daten betrachtet werden, um einen mass-nahmenbezogenen Trend zu sehen? Wie können die mit den Daten verbundenen Fehler reduziert werden, und welcher Aufwand ist damit verbunden? Kann zwischen Variationen des Abflusses und Variationen des Abschwemmens un-terschieden werden? Kann die Abnahme des Seeinhalts des Phosphors im letzten Jahrzehnt mit Änderungen der C-Q-Beziehungen belegt und erklärt werden? Zur Beantwortung dieser Fragen werden im Kapitel 2 dieses Berichts die Ansätze zur Bestimmung der Phosphorfracht vorgestellt, und es wird erläutert, wie sich die Wahl des Ansatzes auf das Resultat auswirkt. Um die natürlichen Variationen im Abfluss von Veränderungen in der Phosphor-Abschwemmung zu trennen, wird in Kapitel 3 eine Methode vorgestellt, um die zeitliche Entwicklung der Jahresfracht unter Annahme eines unveränderten Abflusses zu bestimmen. In Kapitel 4 wird die vom AfU LU durchgeführte Fehlerrechnung überprüft, und es werden Überlegungen zur Verminderung der Fehler angestellt. Schliesslich wird in Kapitel 5 aufgezeigt, wie stark die Jahresfrachten des Phosphors streuen, wenn die Anzahl der Messpunkte bei Hoch- bzw. Niedrigwasser verändert wird. Die Resultate sowie die daraus abgeleiteten Schlussfolgerungen werden in Kapitel 6 zusammengefasst.