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Die Sanierung des ehemals stark überdüngten Hallwilersees besteht aus vielen Einzelmassnahmen in der Siedlungsentwässerung und der Landwirtschaft sowie der seeinterne Belüftung. Sie halfen den Phosphor-Gehalt des Sees seit den 1960er Jahren stark zu reduzieren und den Sauerstoffgehalt im Tiefenwasser, die Wasserqualität- und die Lebensbedingungen für eine vielfältige Flora und Fauna zu verbessern. Zudem saniert der Kanton Luzern gleichzeitig den Baldeggersee, dessen Abfluss mit seinen Nährstoffen 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: Die Aargauischen Abwässer wurden durch die Erstellung einer Ringleitung vom See ferngehalten und in der ARA Hallwilersee in Seengen gereinigt. Darauf folgte die Abwassersanierung im Kanton Luzern. Seither nehmen die Phosphorgehalte im Hallwilersee und im oberliegenden Baldeggersee stetig ab. Die gereinigten Abwässer aus den ARA Hitzkirchertal und Hochdorf tragen heute noch Phosphor in den Hallwilersee, respektive Baldeggersee ein. Bei starken Regenereignissen wird Phosphor auch aus den Regenüberläufen und Regenbecken der Siedlungsentwässerung in die Zuflüsse und Seen eingetragen.
Massnahmen Landwirtschaft
Die Umsetzung der bestehenden gesetzlichen Vorschriften (Gewässerschutzgesetz, ChemRRV) und der Anforderungen des ökologischen Leistungsnachweises (ÖLN) tragen einen Teil zur Reduktion der Phosphorfrachten in den Hallwilersee bei.
Seit 2017 schützt ein gesetzlich festgelegter Gewässerraum von 15 Metern ab Uferlinie den Hallwilersee, 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.
Von 2001 bis 2010 gewährten die Kantone Aargau und Luzern im Rahmen eines Phosphorprojektes 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 (Art. 62a). Im Kanton Aargau wurde das Projekt 2010 abgeschlossen. Von den folgenden im Projekt unterstützten Massnahmen wird heute nur noch die Massnahme zu den Direkt- und Streifenfrässaaten weitergeführt:
- 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.
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
Von 1985 bis 2016 wurde von April bis Oktober Reinsauerstoff als feine Blasen durch Diffusoren über dem Seegrund eingetragen und im Wasser gelöst. Damit konnte der im Tiefenwasser beim biologischen Abbau der abgestorbenen Algen verbrauchte Sauerstoff ersetzt werden. So blieb Sauerstoff für den Lebensraum im Tiefenwasser ganzjährig erhalten. Bis 2007 wurden je nach Algenwachstum 400 bis 800 Tonnen Reinsauerstoff pro Sommer eingetragen, ab 2007 nahm der Sauerstoffeintrag bis 2015 auf rund 200 Tonnen pro Jahr ab. Seit 2016 wird auf den Eintrag von Reinsauerstoff verzichtet, da nur noch 100 Tonnen Sauerstoff pro Sommer ins Tiefenwasser 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 unterstützt eine Zirkulationshilfe mit Druckluft die ungenügende natürliche Umwälzung des Seewassers und verlängert die Phase der vollständigen Durchmischung im Herbst und im Frühling. Im November/Dezember und im März/April wird am Seegrund über Düsen mit hohem Druck grobblasige Luft eingetragen, 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 1'500 Tonnen. Ende Winter ist der Wasserkörper des Hallwilersees annähernd mit Sauerstoff gesättigt .