Entwicklung eines Trübungsäquivalentes für Naturbäder und Schwimmteiche
Steigende Trübungswerte an warmen Tagen mit hohem Besucheraufkommen kennen viele Badebetriebe aus der Praxis. Durch die Badenden werden vermehrt Nährstoffe eingetragen, die das Algen- und generelle Phytoplanktonwachstum begünstigen und zu einer stärkeren Eintrübung des Wassers führen. So weit, so logisch und vermeintlich einfach der Kausalzusammenhang. Um bessere Prognosen für die Optimierung des Badebetriebes und der Anlagensteuerung treffen zu können, wurde dieser Zusammenhang in verschiedenen von Polyplan-Kreikenbaum betreuten Bädern und Schwimmteichen untersucht. Ziel war die Entwicklung eines Trübungsäquivalentes, welches die durchschnittlich verursachte Trübung pro Person beschreibt.
Trübungsmessung im Bäderbetrieb
Die Wassertrübung ist einer der wichtigsten Parameter im Betrieb von Bädern mit biologischer Wasseraufbereitung. Ein hoher Anteil an Schwebstoffen und Algen kann nicht nur die Freude am Badeerlebnis trüben, sondern vor allem die Wasserrettung in entscheidenden Momenten gefährden. Im Badebetrieb wird die Trübung daher täglich über die Sichttiefemessung mittels Secchi-Scheibe erfasst und dokumentiert. In vielen Bädern gibt es zudem fest installierte Trübungssonden, die ein permanentes Messsignal an die Anlagensteuerung übermitteln und somit einen dynamischen, der Trübung angepassten Anlagenbetrieb ermöglichen. Das Messprinzip dieser Sonden basiert auf der sogenannten Nephelometrie, einem optischen Verfahren, welches die Streuung einfallenden Lichts durch Partikel im Wasser erfasst. Ausgegeben wird der Messwert in der Einheit FNU (Formazine Nephelometric Units).
Datengrundlage und Berechnung des Trübungsäquivalentes
Für die Untersuchung des Zusammenhangs von Badegastzahlen und Trübungswerten wurden zehn der von Polyplan-Kreikenbaum betreuten Bäder herangezogen. Voraussetzungen waren das Vorhandensein einer Trübungssonde und regelmäßig eingetragene Besucherzahlen. Die Daten wurden der Datenbank der Betriebsmanagements- und Monitoringsoftware DANA2.0 entnommen und erstreckten sich aufgrund verschiedener Nutzungs- und Eintragungszeiträume über jeweils 1–7 Jahre.
Um eine valide Datengrundlage zu schaffen, flossen Ausreißerwerte mit einer Trübung größer 10 FNU und generelle Messfehler nicht in die Berechnung ein, nachdem sie mit Fotos und der Sichttiefemessung vor Ort verglichen wurden. Tage ohne Eintragungen von Besucherzahlen oder schlichtweg ohne Badegäste wurden ebenfalls herausgerechnet, ebenso wie Tage ohne Trübungsdaten aufgrund von technischen Defekten der Messsonde.
Aus der aufbereiteten Datenmenge wurde zunächst die tägliche Trübung pro Person berechnet. Hierfür wurde das jeweilige arithmetische Mittel der Trübungswerte über 24 Stunden verwendet. Aus den aufsummierten Tagesmittelwerten wurde wiederum ein Jahresmittelwert errechnet, der das jährliche Trübungsäquivalent darstellt.
Beim Blick auf die Ergebnisse fällt auf, dass sich die jahres- und projektspezifischen Trübungsäquivalente etwa zwischen 0,02 und 0,6 und damit einer ganzen Zehnerpotenz bewegen.
Die Standardabweichung der Rohdaten betrug im Mittel 0,37 und variierte stark zwischen 0,03 und 1,5, was auf eine hohe Heterogenität der Einzelwerte sowie eine variable und stark gestreute Datengrundlage hinweist. Zieht man den Mittelwert aller jährlichen Trübungsäquivalente für eine Plausibilitätsprobe heran, liegen die daraus errechneten Trübungswerte nicht im plausiblen Bereich dessen, was selbst in Bädern mit hoher Trübung zu erwarten wäre. Aber warum ist das so?
Mehr Badegäste — trüberes Wasser?
Schaut man sich die Daten an und betrachtet lediglich den Zusammenhang zwischen durchschnittlicher Trübung und Besucherzahlen pro Tag, zeigt sich nicht die deutliche Korrelation, die zunächst zu vermuten wäre. Anhand der Trendlinie in Abbildung 3 lässt sich lediglich ein leicht positiver Trend erkennen. In den meisten Bädern gibt es pro Saison nur wenige Spitzentage, an denen die Nennbesucherzahlen erreicht werden. Somit liegt die überwiegende Anzahl der Datenpunkte, und damit auch das Gros der fehlerhaften Messwerte kleiner 10 FNU, im Bereich geringerer Besucherzahlen. Der Einfluss der Messfehler ist durch diese ungleiche Datenverteilung erhöht und wirkt sich stark auf die Korrelation zwischen Trübungswerten und Besucherzahlen aus.
Um den Einfluss einzelner Spitzenwerte zu verringern, wurde die Berechnung der jährlichen Trübungsäquivalente ebenfalls mit den jeweiligen Tagesminima statt der Tagesmittelwerte durchgeführt. Hierfür wurde das Mittel der zehn konsekutiven Minimalwerte der täglichen Trübungsdaten errechnet; ein deutlicher qualitativer Unterschied in den Ergebnissen ließ sich allerdings nicht erkennen.
Eine weitere Ursache für die schlussendlich wenig aussagekräftigen Ergebnisse sind die teils ungenauen Messwerte der Trübungssonden. Verschmutzungen durch Ablagerungen und Biofilm oder ein Verdecken des Messfensters an der Sonde durch größere Partikel können die Trübungsmessung verfälschen. Die Trübungssonden sollten daher regelmäßig automatisiert oder händisch gereinigt werden. Je nach Einbausituation und Wasserbeschaffenheit kann es jedoch dazu kommen, dass die Messwerte trotz regelmäßiger Reinigung einzelne fälschlich erhöhte Ausschläge aufweisen oder im Zeitraum vor der Reinigung ansteigende Werte zeigen.
Andere Einflussfaktoren auf die Wassertrübung wie Jahresklima und Witterung, Betriebsabläufe und Reinigungsintensität, Fällmitteldosierung und die von vorneherein unterschiedlichen Ausgangsniveaus der Trübungswerte an den einzelnen Standorten bleiben im besucherspezifischen Trübungsäquivalent unberücksichtigt. Die Annahme war, dass sich die meisten dieser badspezifischen Einflussfaktoren in der Masse der Gesamtdaten egalisieren, ihr Einfluss kann schlussendlich jedoch nicht genau beziffert werden. Durch die monokausale, aber in diesem Fall notwendige Betrachtungsweise hat die Streuung der Trübungsdaten einen besonders großen Einfluss.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Besucherzahl keinen so großen Einfluss auf die Trübungswerte hat, als dass sich aus allein diesem Betrachtungszusammenhang ein einheitliches Trübungsäquivalent für alle Bäder und Schwimmteiche bilden lässt.
Anhand der Daten lässt sich die vermutete Korrelation zwar erkennen, aber der Einfluss anderer Faktoren auf die Trübung sowie die teils fehlerhaften Messwerte und die starke Ungleichverteilung der Besucherzahlen lassen sich nicht einfach aus der Datengrundlage herausrechnen.
Eine positive Interpretation der Ergebnisse wäre, dass die untersuchten Bäder weitestgehend so funktionieren, wie sie sollen: die Anlagensteuerung sorgt mittels dynamischer Anpassung für eine möglichst geringe Trübung, auch an Tagen mit hohem Besucheraufkommen.
Ansonsten verhält es sich in diesem Fall wohl wie so oft in der Forschung: kein Ergebnis ist (vorläufig) auch ein Ergebnis.
Abbildung 1: Trübung und Besucherzahlen in einem der untersuchten Bäder als Beispiel für die verwendeten Rohdaten.
Abbildung 2: Jährliche Trübungsäquivalente: pro Säule ist der Jahresdurchschnitt der aufsummierten Tagesmittelwerte pro Gesamtbesucherzahl dargestellt, wobei eine Säule jeweils ein Projekt in einem bestimmten Jahr repräsentiert. Die Projekte kommen tlw. mehrfach in verschiedenen Jahren vor. Die jeweilige Standardabweichung ist durch die grauen Fehlerbalken gekennzeichnet.
Abbildung 3: Korrelation zwischen den täglichen Trübungsmittelwerten und der Besucherzahl aller untersuchten Bäder.
[Team Polyplan-Kreikenbaum Gruppe GmbH]
Den Artikel finden Sie in unserer NaturbadInfo Ausgabe 2026