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Die Sanierung des ehemals stark überdüngten Hallwilersees besteht aus seeinternen und seeexternen Massnahmen unterstützt. Viele Einzelmassnahmen haben dazu beigetragen, dass der See heute wieder in einem besseren Zustand ist: Durch die Abwassersanierung wurde das Abwasser nicht mehr in den See geleitet, sondern in einer Ringleitung gesammelt und in die unterhalb des Sees liegenden ARA zur Reinigung geleitet. Die Landwirte haben Massnahmen ergriffen, um die Abschwemmung und Auswaschung von Nährstoffen (insbesondere Phosphor) zu reduzieren. Seit 1986 wird der See belüftet. Zudem saniert der Kanton Luzern gleichzeitig den Baldeggersee, dessen Abfluss mit seinen Nährstoffen gleichzeitig den Hauptzufluss des Hallwilersees bildet.
Massnahmen in der Siedlungsentwässerung
Die ersten wichtigen Grundsteine für die Gesundung des Hallwilersees wurden bis Anfang der 1980-er Jahre gelegt, als die aargauischen Abwässer durch die Erstellung einer Ringleitung vom See ferngehalten und in der ARA Hallwilersee in Seengen gereinigt wurde sowie der späteren Abwassersanierung im Kanton Luzern. Seither nehmen die Phosphorgehalte im Hallwilersee und im oberliegenden Baldeggersee ab. Das gereinigten Abwasser aus den ARA Hitzkirchertal und Hochdorf tragen noch Phosphor in den Hallwilersee respektive in den Baldeggersee ein. Bei starken Regenereignissen wird Phosphor auch aus den Regenüberläufen und Regenbecken der Siedlungsentwässerung in die Zuflüsse und in die Seen eingetragen.
Massnahmen Landwirtschaft
Die Umsetzung der bestehenden gesetzlichen Vorschriften (Gewässerschutzgesetz, ChemRRV) und der Anforderungen des ökologischen Leistungsnachweises (ÖLN) haben einen Teil zur Reduktion der Phosphorfrachten in den Hallwilersee beigetragen. Die Kantone Aargau und Luzern gewährten zudem im Rahmen eines Phosphorprojektes von 2001 bis 2010 Beiträge an die Landwirte für Massnahmen zur Verminderung der Auswaschung und Abschwemmung von Phosphor aus den landwirtschaftlich genutzten Böden. Die Beiträge erfolgten mit finanzieller Unterstützung des Bundes und stützten sich auf das Gewässerschutzgesetz.
Folgende Massnahmen wurden im Rahmen des „Phosphorprojektes Hallwilersee“ unterstützt:
- Direkt- und Streifenfrässaaten - sie wirken gegen die Bodenerosion;
- Pufferstreifen und -zonen entlang von Gewässern - sie schützen vor oberflächlichen Abschwemmungen;
- Stilllegung von drainierten Flächen auf Ackerland - sie vermindern die Auswaschung von Nährstoffen
- reduzierte Phosphat-Bedarfsdeckung - sie baut Nährstoffvorräte in überdüngten Böden ab.
Im Kanton Aargau wurde das Phosphorprojekt 2010 abgeschlossen. Auf kantonaler Ebene werden einzelne Massnahmen weitergeführt. Seit 2014 müssen Landwirte im Spezialgebiet Hallwilersee besondere Vorschriften bezüglich der Phosphor-Düngung einhalten.
Seit 2017 schützt ein gesetzlich festgelegter Gewässerraum von 15 Metern ab Uferlinie den Hallwilerseesanierung, sowie einer von 11 Metern Breite (inkl. Bach) die Bäche von weniger als 2 Meter Breite, vor Nährstoff- und Schadstoffeinträgen. Der Gewässerraum darf landwirtschaftlich nur noch mit Einschränkungen, d.h. als Biodiversitätsförderflächen, bewirtschaftet werden. 2017 löste die Umsetzung des Gewässerraumes die Massnahme Pufferstreifen ab.
Seebelüftung
Die Gesundung des Hallwilersees wird seit 1986 durch eine Belüftungsanlage unterstützt. In Meisterschwanden beim "Seezopf" befinden sich Kompressoren zur Bereitstellung von Druckluft und Anlagen zur Bereitstellung von Reinsauerstoff. Vom Seeufer führen sechs Leitungen zur Seemitte. Dort werden in 45 Meter Tiefe durch sechs Diffusoren je nach Bedarf Druckluft oder Sauerstoff eingetragen.
Belüftung im Sommer
Ab 1985 wurde von April bis Oktober Reinsauerstoff als feine Blasen durch Diffusoren über dem Seegrund eingetragen und im Wasser gelöst, um den im Tiefenwasser beim biologischen Abbau der abgestorbenen Algen verbrauchten Sauerstoff zu ersetzen. So bleibt der sauerstoffreiche Lebensraum im Tiefenwasser ganzjährig erhalten. Bis 2007 wurden (je nach Algenwachstum) 400 bis 800 Tonnen Reinsauerstoff pro Sommer eingetragen. Seit 2016 wird auf den Eintrag von Reinsauerstoff verzichtet, da nur noch 100 Tonnen Sauerstoff pro Sommer eingetragen werden müssen und dies mit Druckluft erreicht werden kann.
Zirkulationshilfe im Winter
Im Winter kühlt sich das Wasser an der Oberfläche ab. Dieses kalte und somit schwerere Wasser sinkt ab und das warme, leichtere Wasser kommt an die Oberfläche. Dieser Prozess kann zu einem vollständigen vertikalen Durchmischen des Seewassers führen. Im Hallwilersee findet eine Mischung ohne Unterstützung meistens nicht vollständig statt. Deshalb unterstützt eine Zirkulationshilfe mit Druckluft die ungenügende natürliche Umwälzung des Seewassers. Von November bis März wird am Seegrund über Düsen grosse grobblasige Luft eintragen, welche das sauerstoffarme Tiefenwasser an die Seeoberfläche bringen kann und somit den See bei der vertikalen Durchmischung unterstützt. Das Wasser nimmt im Kontakt mit der Atmosphäre Sauerstoff auf, pro Winter über 1'000 Tonnen. Ende Winter ist der Wasserkörper des Hallwilersees annähernd mit Sauerstoff gesättigt.