Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland - ERGEBNISSE
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ERGEBNISSE Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland
VORWORT
„ Intakte Flüsse und Seen sowie sauberes Grundwasser
erfüllen vielfältige Funktionen und sind von großem gesell-
Eine wichtige Rolle spielt in allen Verbundprojekten die enge
Zusammenarbeit zwischen der Wissenschaft und den betei-
schaftlichem Nutzen. Gewässer sind Lebensraum für Tier- und ligten Wirtschaftsunternehmen, aber auch den Kommunen,
Pflanzenarten, sie dienen zur Wasserversorgung, zur Energie- Behörden und Verbänden – also denjenigen, die direkt oder
erzeugung oder zur Erholung. indirekt für die Unterhaltung und die Bewirtschaftung der
Gewässer verantwortlich sind.
Die verschiedenen Nutzungsansprüche stehen jedoch unterei-
nander und mit der ökologischen Funktionsfähigkeit der Gewäs- Diese Kooperationen und die Anwendung der gewonnenen
ser häufig in Konflikt. Die Wasserqualität wird zum Beispiel durch Erkenntnisse in Modellregionen, die über die ganze Bundes-
Nähr- und Schadstoffeinträge aus Siedlungsgebieten und von republik verteilt sind, schufen die Basis für eine zielgerich-
landwirtschaftlichen Nutzflächen belastet. Hinzu kommt aber tete Entwicklung von praktikablen Lösungskonzepten sowie
auch die strukturelle Veränderung von Gewässern durch Begra- langfristig nutzbaren Dienstleistungen und Verfahren. Die Er-
digung, Verbauung oder Abholzung von Auenwäldern. Land- gebnisse der Projekte werden in der vorliegenden Broschüre
nutzungsänderungen in Flusseinzugsgebieten können dazu präsentiert.
beitragen, dass das Hochwasserrisiko steigt und Extremereig-
nisse gravierende Folgen haben.
Unsere Gewässer benötigen deshalb einen vorausschauenden
Schutz und regionale Lösungsansätze, um den genannten Pro-
blemen zu begegnen. Zudem fordert die Europäische Wasser- Dr. Karl Eugen Huthmacher
rahmenrichtlinie für alle Gewässer einen guten ökologischen Bundesministerium für Bildung und Forschung
und chemischen Zustand. Auch für Deutschland bedeutet dies
erhebliche Anstrengungen in der Umsetzung der Vorgaben.
Grundlage dafür ist ein umfassendes Verständnis der ablaufen-
den Prozesse und ein intelligentes Management der verfüg-
baren Ressourcen.
Dies ist die Motivation hinter der Fördermaßnahme „Regionales
Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewäs-
serschutz in Deutschland – ReWaM“, die das Bundesministeri-
um für Bildung und Forschung im Rahmen des Förderschwer-
punkts „Nachhaltiges Wassermanagement“ (NaWaM) seit dem
Jahr 2015 mit fast 30 Mio. € gefördert hat.
3
Inhalt
6 DIE BMBF-FÖRDERMAßNAHME ReWaM
Praxisorientierte Forschung für ein regionales Wasserressourcen-Management
GEWÄSSERENTWICKLUNG
UND
WASSERBEWIRTSCHAFTUNG
14 In_StröHmunG – Innovative Systemlösungen für ein transdisziplinäres und
regionales ökologisches Hochwasserrisikomanagement und naturnahe
Gewässerentwicklung
16 KOGGE – Kommunale Gewässer gemeinschaftlich entwickeln im urbanen Raum
18 NiddaMan – Entwicklung eines nachhaltigen Wasserressourcen-
Managements am Beispiel des Einzugsgebiets der Nidda
20 StucK – Sicherstellung der Entwässerung küstennaher, urbaner
Räume unter Berücksichtigung des Klimawandels
22 WaSiG – Wasserhaushalt siedlungsgeprägter Gewässer: Planungsinstrumente und
Bewirtschaftungskonzepte
GEWÄSSERMONITORING
26 BOOT-Monitoring – Bootgestütztes Messsystem für die Erfassung
longitudinaler Gewässerprofile der Morphometrie, Wasserqualität
und Hydrologie als Teil eines integrierten Gewässermonitorings
28 HyMoBioStrategie – Auswirkungen hydromorphologischer Veränderungen von
Seeufern (Bodensee) auf den Feststoffhaushalt, submerse Makrophyten und Makro-
zoobenthos-Biozönosen mit dem Ziel der Optimierung von Mitigationsstrategien
30 RiverView – Gewässerzustandsbezogenes Monitoring und Management
4
GEWÄSSERÖKOLOGISCHE BEWERTUNGSVERFAHREN
34 GroundCare – Parametrisierung und Quantifizierung von Grundwasser-
Ökosystemdienstleistungen als Grundlage für eine nachhaltige Bewirtschaftung
36 RESI – River Ecosystem Service Index
MANAGEMENT DER WASSERQUALITÄT
40 CYAQUATA – Untersuchung der Wechselbeziehungen von toxinbildenden
Cyanobakterien und Wasserqualität in Talsperren unter Berücksichtigung
sich verändernder Umweltbedingungen und Ableitung einer nachhaltigen
Bewirtschaftungsstrategie
42 FLUSSHYGIENE – Hygienisch relevante Mikroorganismen und Krankheits-
erreger in multifunktionalen Gewässern und Wasserkreisläufen – Nachhal-
tiges Management unterschiedlicher Gewässertypen Deutschlands
44 MUTReWa – Maßnahmen für einen nachhaltigeren Umgang mit Pestiziden
und deren Transformationsprodukten im Regionalen Wassermanagement
46 PhosWaM – Phosphor von der Quelle bis ins Meer – Integriertes Phosphor-
und Wasserressourcen-Management für nachhaltigen Gewässerschutz
48 SEEZEICHEN – Tracer-Methoden zur Identifizierung von Grundwasser- und
Zuflusseinschichtungen und deren Einfluss auf Wasserqualität und
Trinkwassergewinnung
50 KONTAKTE
58 IMPRESSUM
5
Die BMBF-Fördermaßnahme ReWaM
Praxisorientierte Forschung für ein regionales Wasserressourcen-Management
LÜCKEN BEI DER UMSETZUNG WASSER- zu verbinden. Hierfür bedarf es des gemeinsamen Willens aller
BEZOGENER RICHTLINIEN SCHLIESSEN Beteiligten sowie der entsprechenden Auslegung und Umset-
Europäische Gewässer schützen und nachhaltig bewirtschaf- zung der jeweils zugrundeliegenden Richtlinien.
ten: Dies ist Ziel der im Jahr 2000 vom Europäischen Parlament
verabschiedeten Wasserrahmenrichtlinie (WRRL). So soll eine FORSCHUNG FÜR DIE PRAXIS
Zustandsverschlechterung der Gewässer vermieden und bis Für ein erfolgreiches Handeln der wasserwirtschaftlichen Praxis
Ende 2015 – spätestens aber bis Ende 2027 – ein guter chemi- gibt es verschiedene Voraussetzungen: a) Ein gutes Prozessver-
scher und ökologischer Zustand erreicht werden. Bund, Länder ständnis dient allen beteiligten Akteuren und der Öffentlichkeit
und Kommunen haben seither vielfältige Anstrengungen als gemeinsame Wissens- und Diskussionsgrundlage. b) Weitere
zur Verbesserung des Gewässerzustands unternommen. Im Voraussetzung sind wissenschaftlich abgesicherte Indikatoren
Jahr 2015 erreichten dennoch nur etwa sieben Prozent der und Methoden, die es ermöglichen, entscheidungsrelevante
berichtspflichtigen Gewässer den guten Zustand. Informationen zu generieren. c) Anwendungsbezogene Ent-
scheidungsinstrumente erlauben eine sektorübergreifende Be-
Neben der WRRL gibt es eine Vielzahl wasserbezogener Richtli- wertung, um ein allgemein akzeptiertes Vorgehen zu erreichen.
nien, die den Umgang mit den Wasserressourcen sowie deren
Bewirtschaftung und Nutzung vorgeben: sie regeln beispiels- Vor diesem Hintergrund brachte das Bundesministerium für Bil-
weise das Management von Hochwasserrisiken, den Arten- dung und Forschung (BMBF) im Jahr 2015 die Fördermaßnahme
schutz oder die Bade- und Trinkwasserqualität. Für die Umset- „Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhal-
zung der Richtlinien sind jeweils unterschiedliche Behörden tigen Gewässerschutz in Deutschland“ (ReWaM) auf den Weg.
und PraktikerInnen aus der Wasserwirtschaft verantwortlich. In Insgesamt fördert das BMBF 15 Verbundprojekte und ein be-
der Folge werden Gewässer häufig nur sektoral und nicht ganz- gleitendes Vernetzungs- und Transfervorhaben. Der Förderzeit-
heitlich betrachtet und bewirtschaftet. raum der Projekte endet in 2018 bzw. 2019. ReWaM ist Teil des
Die Beteiligung einer Vielzahl BMBF-Förderschwerpunktes „Nachhaltiges Wassermanage-
von Akteuren kann jedoch ment“ (NaWaM) im BMBF-Rahmenprogramm „Forschung für
auch ein Gewinn für den Nachhaltige Entwicklung“ (FONA3). ReWaM untersetzt das
Gewässerschutz sein, NaWaM-Themenfeld „Wasser und Umwelt“ mit praxisorientier-
der gemeinsames Ziel ter Forschung.
33
der verschiedenen
40
wasserbezogenen Ziel von ReWaM ist es, Wege zu untersuchen und aufzuzeigen,
Wirtschaft Richtlinien ist. wie sich verschiedene Nutzungsformen von Gewässern mit
Wissenschaft Unterschiedliche ihrem Schutz in Einklang bringen lassen, um die Vielfalt und
Perspektiven und Leistungsfähigkeit der unterschiedlichen Gewässerökosys-
ein breites Reper- teme dauerhaft zu erhalten. Dies betrifft sowohl ländliche,
toire fachlicher stadtnahe als auch urbane Regionen. Um den Transfer der Er-
28
Konzepte und Me- gebnisse in die Praxis zu gewährleisten und die Forschungs-
thoden können es und Entwicklungsarbeiten an den Bedürfnissen der Anwen-
Praxis ermöglichen, Hoch- der auszurichten, sind alle ReWaM-Vorhaben transdisziplinär
wasserrisikomanage- ausgerichtet. In den Verbünden arbeiten Akteure aus der Wis-
ment, Artenschutz und senschaft, der Wirtschaft sowie der wasserwirtschaftlichen
andere Ziele mit der nachhal- Praxis eng zusammen. Das BMBF fördert 101 Teilprojekte. Diese
tigen Entwicklung der Gewässer werden zu etwa je einem Drittel von Institutionen aus der Wis-
senschaft, Wirtschaft sowie der wasserwirtschaftlichen Praxis
durchgeführt. Darüber hinaus sind weitere Organisationen
Abb. 1: An der BMBF-Fördermaßnahme beteiligen sich 101 Partner aus
Wissenschaft, Wirtschaft und der Praxis (Behörden, Kommunen, und Firmen als assoziierte Partner oder über Unteraufträge in
Verbände und Verwaltung) die Fördermaßnahme eingebunden.
6
Die BMBF-Fördermaßnahme ReWaM
Alle Projekte adressieren die vielfältigen Herausforderungen Eine besondere gesellschaftliche Relevanz ergibt sich aus
des regionalen Wasserressourcen-Managements in Regionen dem Einfluss pathogener Keime und toxinbildender Cyano-
mit Modellcharakter. Die Modellregionen verteilen sich über bakterien auf die menschliche Gesundheit.
die gesamte Bundesrepublik. Damit ist eine Übertragbarkeit
der Projektergebnisse auf andere Regionen in Deutschland
sowie das nahe europäische Ausland möglich. BETEILIGTE
PROJEKTCLUSTER
VERBUNDPROJEKTE
PROJEKTCLUSTER
Die Verbundprojekte bearbeiteten ein breites Themenspek-
trum mit unterschiedlichen Forschungsansätzen. Die vier Pro- In_StröHmunG
jektcluster verdeutlichen die gemeinsamen Arbeitsfelder der Gewässerentwicklung und KOGGE
Projekte: Wasserbewirtschaftung NiddaMan
StucK
■ Gewässerentwicklung und Wasserbewirtschaftung WaSiG
Die Verbundprojekte dieses Clusters adressieren integrative
Entwicklungs- und Handlungsstrategien für das Wasserres-
sourcen-Management. Im Vordergrund stehen die Verein-
BOOT-Monitoring
barkeit von Hochwassermanagement und Gewässerentwick-
Gewässermonitoring HyMoBioStrategie
lung. Schwerpunkte bilden die Gewässerbewirtschaftung im
RiverView
urbanen Raum, Stadtgewässerentwicklung, Einzugsgebiets-
management sowie der Siedlungswasserhaushalt und die
Regenwasserbewirtschaftung.
■ Gewässermonitoring
Gewässerökologische GroundCare
Innovative Methoden zur Erfassung von physikalischen und
Bewertungsverfahren RESI
chemischen Parametern in Oberflächengewässern verbinden
die Verbundprojekte dieses Clusters. Gewässer sind dynami-
sche Systeme und reagieren in unterschiedlicher Weise auf
Stoffeinträge und Veränderungen. Um die Prozesse und ihre
Rahmenbedingungen besser als bisher zu erfassen, arbeiten CYAQUATA
die Verbünde an Messsystemen für alle relevanten Parameter Management der FLUSSHYGIENE
mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. Neben klassi- Wasserqualität MUTReWa
schen Verfahren wurden (teil-)autonome Messfahrzeuge ent- PhosWaM
wickelt. SEEZEICHEN
■ Gewässerökologische Bewertungsverfahren
Abb. 2: Zuordnung der ReWaM-Verbundprojekte in Projektcluster
Im Fokus dieses Clusters stehen die Analyse und Bewertung
von Ökosystemleistungen. Ziel der Forschungsaktivität ist die
Entwicklung neuartiger Entscheidungsgrundlagen für eine LENKUNGSKREIS
nachhaltige Bewirtschaftung von Grund- und Oberflächen- Ein begleitendes Gremium steht den Verbundprojekten in der
gewässern. Die Projekte betrachten Bioindikatoren sowie BMBF-Fördermaßnahme ReWaM bei ihrer Arbeit zur Seite: In
Leistungen, die durch das Gewässer und daran angrenzende den Lenkungskreis wurden Mitglieder aus Behörden und ande-
Bereiche zur Verfügung gestellt und durch den Menschen in ren Institutionen berufen, die im Bereich Wasser und Umwelt
Anspruch genommen werden. tätig sind. Darüber hinaus gehören dem Lenkungskreis die
15 LeiterInnen der Verbundprojekte sowie VertreterInnen des
■ Management der Wasserqualität Vernetzungs- und Transfervorhabens ReWaMnet, des BMBFs
Die Verbünde dieses Clusters untersuchen neuartige Gewäs- und der Projektträger an. Der Lenkungskreis unterstützt die
serverunreinigungen und entwickeln Methoden zur Gefähr- Projekte mit Hinweisen zum Praxisbezug und zu weiteren po-
dungsabschätzung sowie neue Lösungsstrategien. Im Fokus tentiellen Adressaten der gewonnenen Erkenntnisse. Weiterhin
stehen die Trink- und Badegewässerqualität sowie die Wir- gibt er Impulse, damit sich aus den Forschungsvorhaben rele-
kungspfade zwischen Grund- und Oberflächengewässern. vante Querverbindungen ableiten und umsetzen lassen.
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Smileus/iStockphoto.com
SYNERGIEN NUTZEN: PROJEKTÜBERGREIFENDE so zur Umsetzung der diversen wasserbezogenen Richt-
ARBEIT IN QUERSCHNITTSTHEMEN linien beitragen können. In ReWaM stammen ca. 60 Prozent
Zwischen den Projekten bestehen Gemeinsamkeiten hinsicht- der beteiligten Partner aus Wirtschaft und Praxis. Um den
lich der Methoden, Fragestellungen und der betrachteten Ge- großen Erfahrungsschatz nutzbar zu machen, wurden im
wässertypen. Neben der Forschungsarbeit sowie der Umset- Rahmen eines Workshops die Anforderungen der Wasser-
zung und Implementierung der Erkenntnisse engagierten sich wirtschaft für den Wissenstransfer abgefragt. Um die
die ReWaM-Konsortien in drei vom ReWaM-Lenkungskreis for- Ergebnisse des Querschnittsthemas über die Projektlaufzeit
mulierten projektübergreifenden Querschnittsthemen (QT). hinaus verfügbar zu machen, wurden die Erkenntnisse in
Aufgabe von ReWaMnet war es, den Rahmen für den Aus- Checklisten zusammengefasst. Sie stehen frei zur Verfügung
tausch zu schaffen sowie die Arbeitstreffen organisatorisch und sollen einen erfolgreichen Wissenstransfer zwischen
und inhaltlich in Zusammenarbeit mit den jeweiligen Arbeits- Forschung und verschiedenen Zielgruppen unterstützen.
gruppensprechern vorzubereiten. Insgesamt fanden zehn Ar-
beitstreffen in den Querschnittsthemen statt. ■ QT 2 „Probenahmestrategien und Methoden“
Ziel des QT 2 war es, Methoden zu vergleichen und Strate-
■ QT 1 „Wissenstransfer und Praxistransfer“ gien zu entwickeln, mit deren Hilfe sich ausgewählte Para-
Die Mitglieder des QT 1 beschäftigten sich mit der Frage, wie meter effizienter messen und auswerten lassen. Im Fokus
Forschungsergebnisse für die Praxis nutzbar werden und standen Online-Sonden, Datenvalidierungsverfahren und
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Die BMBF-Fördermaßnahme ReWaM
ökosystemen auf verschiedenen Skalenebenen zu sammeln.
Die Mitglieder der zweiten AG „Systemübergreifende Be-
trachtung von Ökosystemleistungen“ befassten sich mit ei-
ner Konkretisierung des Konzepts der Ökosystemleistungen
für die im ReWaM-Kontext relevanten Gewässersysteme, wie
Fluss-Auen-Systeme, Grundwasserleiter und Standgewässer.
VERNETZUNGS- UND TRANSFERVORHABEN
ReWaMnet
Die Fördermaßnahme ReWaM wird durch das Vernetzungs-
und Transfervorhaben ReWaMnet begleitet. ReWaMnet un-
terstützt die Verbundprojekte in vielfältiger Weise bei ihrer
Arbeit mit dem Fokus auf der Stärkung der projektübergreifen-
den Zusammenarbeit.
Zusätzlich zur Durchführung der drei ReWaM-Konfe-
renzen wurde der Austausch in Querschnittsthemen in-
itiiert und unterstützt. Der regelmäßig erscheinende
Newsletter und die Broschüren zum Projektfortschritt
der Verbünde informieren dabei Projektmitarbeiter ebenso wie
die Fachöffentlichkeit.
Ein weiterer Schwerpunkt ist die Unterstützung der Projekte
beim Transfer übertragbarer Ergebnisse in die wasserwirtschaft-
liche Praxis. Hierfür wurde beispielsweise ein übergreifendes
Wissensmanagement etabliert, das auf der ReWaM-Homepage
als Produktbibliothek allgemein verfügbar ist.
Eine zielgruppenorientierte Präsentation der Fördermaß-
nahme ermöglicht der Einsatz verschiedener Medien wie
z. B. eine Touch Table-Anwendung, die auf Messen und Veranstal-
tungen zum Einsatz kommt. Des Weiteren wurden wissenschaft-
liche Beiträge in Fachzeitschriften platziert und Themenhefte
organisiert. Informationen zu und Neuigkeiten aus ReWaM wer-
das Thema Datenmanagement sowie die Erfassung der den über die Homepage sowie Twitter transportiert und durch
Gewässerstruktur. Es fanden zwei Exkursionen statt: in die Kooperation mit Lokal- und Fachjournalisten verbreitet.
Rostock und Warnemünde beschäftigten sich die Mitglie-
der des QT 2 mit den Themen Morphometrie, Geschwindig- Das BMBF legte die Durchführung des Vernetzungs- und Trans-
keits- und Durchflussmessung sowie kontinuierliche Analy- fervorhabens in die Hände der Bundesanstalt für Gewässerkunde
tik. Bei einer Exkursion am Bodensee lag der Schwerpunkt (BfG). Die BfG engagiert sich als Ressortforschungseinrichtung
auf den Themen Uferrenaturierung, Flusswasserfahnen als traditionell an der Schnittstelle von Wissenschaft und Politik und
Eintragspfad, Grundwasserzutritt und Grundwasserfauna. ist in verschiedenen Gremien des Bundes und der Länder aktiv.
Sie wirkt damit als Multiplikator für die in ReWaM erarbeiteten
■ QT 3 „Ökosystemleistungen im Gewässermanagement“ neuen wissenschaftlichen und praktischen Erkenntnisse der Ge-
QT 3 diente als Basis für den methodischen Austausch zwi- wässerbewirtschaftung.
schen den Projekten, die mit dem Konzept Ökosystem-
leistungen arbeiten. Innerhalb des Querschnittsthemas Das weitreichende Netzwerk und die große Erfahrung der
wurden zwei Aspekte vertieft: Ziel der Arbeitsgruppe (AG) BfG sind ein wichtiger Baustein, um die Erkenntnisse und
„Stickstoffretention“ war es, aktuelle Ansätze zur Erfassung, Lösungen aus ReWaM zu verstetigen und die modellhafte
Quantifizierung und Bewertung von Stickstoffverbindungen Umsetzung und Erprobung von Maßnahmen in den Modellge-
sowie der Stickstoffretention in verschiedenen Gewässer- bieten auf andere Regionen in Deutschland zu übertragen.
9
TRANSFER VON ERGEBNISSEN UND Am Ende der Förderlaufzeit liegt ein Fokus auch auf der
ERKENNTNISSEN projektübergreifenden Ergebnissynthese. Hierzu bündeln die
Die Umsetzung in der wasserwirtschaftlichen Praxis und da- Verbundprojekte ihre Ergebnisse zu bestimmten Themen-
mit letztlich der Erfolg einer Fördermaßnahme lässt sich erst feldern. Bezugnehmend auf aktuelle Diskussionen im Wasser-
einige Jahre nach Abschluss der Forschungsprojekte abschät- sektor greifen die beteiligten Projekte vom Lenkungskreis
zen. Die Projekte forschen in ihren Modellregionen mitunter identifizierte Themenfelder auf und untersetzen sie mit
spezifisch für die lokalen Rahmenbedingungen. Ein Merkmal Erkenntnissen aus der eigenen Forschungsarbeit.
der Fördermaßnahme ist die Übertragbarkeit von Methoden
und Lösungen, die von Beginn an berücksichtigt wurde. Daher Mit Unterstützung von ReWaMnet werden geeignete For-
profitieren bereits jetzt Anwender in Regionen mit ähnlichen mate ausgewählt, um die projektübergreifenden Botschaften
Problemstellungen von dem erarbeiteten Erfahrungsschatz. zielgerichtet zu kommunizieren.
Um die Ergebnisse aus ReWaM zu verstetigen, arbeiten die
Verbünde gemeinsam mit ReWaMnet daran, dass ihre For- In der vorliegenden Abschlussbroschüre sind die wesentlichen
schungsarbeit in die Fachöffentlichkeit getragen wird und Ein- Erkenntnisse der Projekte zusammengefasst. Eine ausführliche
gang in Leitfäden sowie Normen findet. Bereits während der Darstellung sowie weitergehende Ergebnisse können der
bisherigen Laufzeit brachten viele Projekte ihre Expertise bei Produktbibliothek auf der ReWaM-Homepage und den Ab-
regelgebenden Fachverbänden ein oder berieten Fachpoliti- schlussberichten der Verbundforschungsvorhaben entnom-
ker auf regionaler, nationaler sowie europäischer Ebene. men werden.
KONTAKT
Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG)
Am Mainzer Tor 1 | D-56068 Koblenz
Dr. Sebastian Kofalk | Tel.: +49 261 1306 5330
Alexia Krug von Nidda | Tel.: +49 261 1306 5331
rewamnet@bafg.de
www.bmbf.nawam-rewam.de
10In_StröHmunG
KOGGE
NiddaMan
StucK
WaSiG
BOOT-Monitoring
In_StröHmunG
HyMoBioStrategie
KOGGE
RiverView
NiddaMan
GroundCare
StucK
RESI
WaSiG
CYAQUATA
BOOT-Monitoring
FLUSSHYGIENE
HyMoBioStrategie
MUTReWa
RiverView
PhosWaM
GroundCare
SEEZEICHEN
RESI
BMBF-Fördermaßnahme ReWaM – Modellregionen Verbundprojekt-
CYAQUATA
und Standorte der Verbundprojektkoordinationen koordination
FLUSSHYGIENE
Modellregion
MUTReWa
ReWaMnet
PhosWaM
SEEZEICHEN
BMBF-Fördermaßnahme ReWaM – Modellregionen Verbundprojekt-
und Standorte der Verbundprojektkoordinationen koordination
Modellregion
Abb. 3: Modellregionen und Standorte der Verbundprojektkoordinationen ReWaMnet
in der BMBF-Fördermaßnahme ReWaM.
11„ KOGGE
Ich habe eine vorbildliche und
„ WaSiG
Die Mitarbeit in dem Projekt
„ NiddaMan
Neben vielen praxisrelevanten
professionelle Zusammenarbeit mit WaSiG war interessant Erkenntnissen haben sich aus dem
den Projektpartnern erlebt. und brachte zusätzliches Projekt neue Fragen zum Beispiel zur
Die beteiligten Partner können stolz Know-How. Ob sich die Bedeutung der Verschlammung und
auf ihren Beitrag für die Investition wirtschaftlich für deren Auswirkungen auf den
Gewässerentwicklung im Raum uns bezahlt macht, ökologischen Gewässer-
Rostock sein. bleibt abzuwarten. zustand ergeben.
Sebastian Foth, Thomas Brendt, Gerd Hofmann,
Wasser- und Bodenverband BIT Ingenieure AG Regierungspräsidium Darmstadt
„Untere Warnow-Küste“
12Gewässerentwicklung und
Wasserbewirtschaftung
14 In_StröHmunG 16 KOGGE 18 NiddaMan
20 StucK 22 WaSiG
Projektkoordination Verbundpartner Modellregion
„ In_StröHmunG
Bei der Methodenentwicklung
„ StucK
Die Erkenntnisse aus StucK fließen zum einen direkt in die
sollten die Grundlagen des Verwaltungs- Verbesserung des Warndienstes Binnenhochwasser ein und
handelns und die Zwänge der Akteure bei verbessern damit den operativen Hochwasserschutz in der Freien
der Gewässerbewirtschaftung berücksichtigt und Hansestadt Hamburg. Zum anderen werden ökologische
werden, damit die Methoden in der Aspekte in das Hochwassermanagement eingebracht, die zum
alltäglichen Praxis Anwendung Ziel haben, Hochwassermanagement mit ökologischer
finden können. Aufwertung von Hochwasserrückhalteflächen zu verbinden.
Dr. Bernd Spänhoff, Dieter Ackermann,
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Freie und Hansestadt Hamburg
Landwirtschaft und Geologie
13In_StröHmunG – Innovative Systemlösungen für ein transdisziplinäres und
regionales ökologisches Hochwasserrisikomanagement und naturnahe
Gewässerentwicklung
Das Konsortium hat Instrumente für die nachhaltige Bewirt- haushalt betrachten. Mit einem besseren Verständnis der Zu-
schaftung von Fließgewässern erarbeitet. Im Fokus stehen sammenhänge zwischen Morphodynamik und Ökologie sollen
Konzepte und Maßnahmen, bei denen die Ziele der Wasserrah- Lösungsansätze für die Bewirtschaftung entwickelt werden,
men- (WRRL) und der Hochwasserrisikomanagement-Richtlinie mit denen die Gewässer eine deutlich bessere Qualität errei-
(HWRM-RL) gleichermaßen Beachtung finden. chen können.
ERGEBNISSE
Die Strömungsdiversität erwies sich neben der Wassertempera-
KERNBOTSCHAFTEN tur und sauerstoffzehrenden Stoffbelastungen als ein maßgebli-
■
Die räumliche und zeitliche Strömungsdiversität ist der cher Wirkfaktor der Atmungshabitatbedingungen der Biozönose
Schlüsselfaktor für die Wirksamkeit von Renaturierungsmaß- in den Modellgewässern. Daher ist ein möglichst hoher Strecken-
nahmen. Sie ist umso wichtiger, je höher die Wärme- und anteil mit gewässertypspezifischer Strömungsdiversität eine der
stoffliche Belastung des Gewässers ist. wichtigsten Voraussetzung für das Erreichen eines guten öko-
■R
ehnen vermindern den Sedimenteintrag auf das Vorland, logischen Zustandes. Dennoch zeigte sich, dass Stressoren wie
werden in ihrer Gestalt durch die Bewuchsdichte beeinflusst Stoff- und Feinsedimenteinträge die z. T. vorhandenen naturna-
und sind von hoher ökologischer Wertigkeit. Solange Rehnen hen Gewässerstrukturen überprägen und so das Erreichen des
den Hochwasserschutz nicht beeinflussen, sind keine Maß- guten ökologischen Zustandes verhindern.
nahmen notwendig.
■Z
ur Verbesserung der Flächenverfügbarkeit, um eine natur- In physikalischen Modellversuchen wurde nachgewiesen, dass
nahe Gewässerentwicklung in Verbindung mit dem Hoch- Ufer- und Böschungsbewuchs die Strömungsdiversität erhöht,
wasserrisikomanagement erfolgreich umzusetzen, sind an- und damit verbunden auch die Sohlsubstratdiversität. Geziel-
gepasste Rahmenbedingungen auf allen Handlungsebenen tes Auslichten des Böschungsbewuchs (siehe PROGEMIS®) er-
notwendig. höht die Habitatverfügbarkeit für Makrozoobenthos (MZB) und
■Ö
kologische Gewässeraufwertung und Hochwasservorsorge Fische. Die Prognose der Habitatverfügbarkeit kann mit Hilfe der
sind integriert zu planen und umzusetzen. Um dies mit nach- MZB-Habitatmodellierung (Verbindung 2-d-numerischer Metho-
haltiger Gewässerunterhaltung erreichen zu können, wurde den mit Reaktionsnormen bestimmter Organismen) erfolgen.
die Gewässermanagement-Software PROGEMIS® entwickelt. Exemplarisch zeigt die Methode für Maßnahmen am Mortelbach
■B
efragungen zeigen, dass die lokale Bevölkerung naturnahe die Verbesserung der Habitatverfügbarkeit mehrerer gewässer-
Bäche wertschätzt und sich eine naturnähere Gestaltung der typspezifischer Arten.
Gewässer wünscht.
Das Einstellen der Böschungsmahd an den Modellgewässern
ließ eine beginnende Eigendynamik und strukturelle Ver-
änderungen erkennen. Auf die Besiedlung durch das MZB
hatte dies aber bislang keinen positiven Einfluss. Dies ist ein
HINTERGRUND UND FORSCHUNGSFRAGEN Hinweis auf das schlechte Wiederbesiedlungspotenzial so-
Das aktuelle Gewässerbewirtschaftungssystem ist ausgerich- wie weitere limitierende Faktoren. An Fließgewässern, die
tet für die Nutzung der Gewässer und deren Umland durch den bei Hochwasserereignissen suspendiertes Sohlenmaterial
Menschen. Die Einflussnahme, insbesondere die direkte Bewirt- transportieren, entstehen häufig Uferrehnen. Rehnen kön-
schaftung durch Ausbau, Nutzung und Unterhaltung, spiegelt nen einerseits die Hochwassersicherheit negativ beeinflus-
sich in der unzureichenden Zustandseinstufung wider. Dies sen (Querschnittsverlust), andererseits vermindern sie Sedi-
macht einen Wandel hin zu einer integrativ und ökologisch aus- menteinträge auf das Vorland. Physikalische Modellversuche
gerichteten Entwicklung erforderlich. zeigten, dass Uferbewuchs die Gestalt der Rehne beeinflusst,
jedoch keine Bedingung für die Entstehung ist. Grundsätzlich
Das Projekt In_StröHmunG befasst sich daher mit Systemlösun- ist die Rehnenbildung ein natürlicher Prozess. Eine dauerhafte
gen, die das Gewässer als natürliches System im Gesamtnatur- Freihaltung erfordert daher eine regelmäßige Unterhaltung.
14Gewässerentwicklung und Wasserbewirtschaftung I In_StröHmunG
Abb. 1: Module des Gewässermanagementsystems PROGEMIS®.
Grafik: Stowasserplan GmbH & Co. KG
An größeren Gewässern dienen Flutmulden (künstliche Neben-
arme) dem Ziel, den Abfluss im Hochwasserfall zu bewältigen.
Die Ergebnisse des Projektes weisen darauf hin, dass gewünschte
Abb. 2: Messung des Wasserstands am Modellversuch im Wasserbaulabor
Synergieeffekte zur Schaffung naturschutzfachlich wertvoller der TU Dresden im Rahmen einer Diplomarbeit. Der Modellversuch
Strukturen dem lokalen Hochwasserschutz diametral entge- bildet den Mortelbach im Maßstab 1:4 ab. Foto: André Terpe, TU Dresden
genstehen können. Diese Erkenntnisse sind explizit nicht auf
natürliche Altarm- und Altwasserstrukturen zu übertragen.
FAZIT
Gewässernahe Flächen können oftmals nicht für eigendyna- Das derzeitige Gewässerbewirtschaftungssystem benötigt
mische Prozesse genutzt werden. Bestehende Möglichkeiten eine schrittweise, aber kontinuierliche Anpassung, die stärker
zur Verbesserung der Flächenverfügbarkeit, wie z. B. Flächen- die morphodynamischen und ökologischen Grundlagen ei-
kauf oder -tausch, können oftmals nicht ausgeschöpft werden. nes natürlichen Fließgewässers berücksichtigt. Ökologische
Fördermaßnahmen, die den Bewirtschaftern einen Ausgleich Gewässerentwicklung und nachhaltiges Hochwasserrisi-
für Ertragsverluste garantieren, können strategisch als Brücken- komanagement benötigen Raum. Hierzu bedarf es Rechts-
lösung für dauerhafte Flächensicherungskonzepte wie gesetz- grundlagen, welche die Entwicklung der Gewässerfunktionen
liche Regelungen und Flurneuordnungsverfahren sein. für Naturhaushalt und Landschaft begünstigen, wie das im
Wassergesetz NRW geregelte Verbot der Ackernutzung im Ge-
Die breite Öffentlichkeit befürwortet eine naturnähere Gestal- wässerrandstreifen ab dem 01.01.2022 (§ 31 Abs. 2 Ziff. 2). Mit
tung der Gewässer und ihres Umfeldes. Die Auswertung eines PROGEMIS® steht ein Softwaretool zur Verfügung, das die
Choice-Experimentes zeigte, dass sogar ca. 75 % der Befragten Akteure der Gewässerunterhaltung bei der integrativen Pla-
grundsätzlich bereit sind, Kosten für Maßnahmen zur Verbesse- nung, Ausführung und Dokumentation von Maßnahmen unter-
rung der Gewässer mitzutragen. stützt
Eine Vorgehensweise zur Erarbeitung eines „Integrierten Ge-
wässerkonzepts“ wurde am Beispiel „Mortelbach“ entwickelt.
Es erschließt Synergien zwischen Gewässerentwicklung und
Hochwasserschutz systematisch und vermeidet Konflikte. Die KONTAKT
Methode ist gut übertragbar und liegt als Methoden- und Er- Technische Universität Dresden
gebnisbericht mit Karten vor. Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Stamm
Für ein effizientes Management von Daten, Zielen, Maßnahmen Tel.: +49 351 463 34397
und Akteuren wurde die Software PROGEMIS® als prozessge- juergen.stamm@tu-dresden.de
stütztes Gewässermanagement- und Informationssystem ent-
wickelt. Sie kann die Ziele und Maßnahmen eines „Integrierten www.in-stroehmung.de
Gewässerkonzepts“ als Eingangsdaten nutzen und ist mobil Projektlaufzeit: 01.06.2015 – 31.05.2018
einsetzbar. Ein transparenter Prozess wird durch ein Informa- Weitere Kontaktdaten und Partner: Seite 52-53
tions- und Dialogangebot sichergestellt.
15KOGGE – Kommunale Gewässer gemeinschaftlich entwickeln im urbanen Raum
Für eine nachhaltige Entwicklung urbaner Gewässer wurden Hintergrund sollte in KOGGE ein übertragbarer Methoden-
exemplarisch für die Stadt Rostock methodische Grundlagen katalog von der Zustandsanalyse bis zur Maßnahmenplanung
geschaffen und ein stadtübergreifendes Gewässerentwick- entwickelt und angewendet werden.
lungskonzept erarbeitet.
ERGEBNISSE
Das grundsätzliche Vorgehen im Projekt KOGGE ist in Abbil-
dung 1 zusammengefasst. Alle verfügbaren Daten sowie dar-
KERNBOTSCHAFTEN aus abgeleitete Ergebnisse wurden durch die Projektpartner
■ Einstadtweites Gewässerentwicklungskonzept für Rostock in eine gemeinsame Geodateninfrastruktur eingespeist. Zur
wurde exemplarisch erarbeitet. Nacherhebung fehlender Daten (z. B. Dränflächen, Gewässer-
■ Grundlegend dafür war die Etablierung einer fachüber- profile, Sonderbauwerke) wurden verschiedene Methoden
greifenden Zusammenarbeit. Die Zusammenführung der (Fernerkundung mit unbemannten Luftfahrzeugen, Digitalisie-
relevanten Geoinformationen sowie verschiedener was- rung, terrestrische Vermessung) kombiniert und weiterentwi-
serwirtschaftlicher, naturwissenschaftlicher und weiterer ckelt. Zusammen mit einer hoch aufgelösten Realnutzungskar-
Modelle erleichtert die Erarbeitung eines gemeinsamen tierung konnten so wichtige Informationen, insbesondere
Prozess- und Problemverständnisses erheblich. Dies erfor- für hydraulische und stoffliche Fragestellungen, abgeleitet
dert auch eine auf gemeinsamen Standards basierende Da- werden. Parallel erfolgte in Kooperation mit der Stadt Rostock
tenverwaltung. die Festlegung des erforderlichen Schutzniveaus (Wiederkehr-
■ Übertragbare Analyse- und Bewertungsverfahren zur intervall einer möglichen Überflutung). Dies ermöglicht eine
hydrologisch-hydraulischen, ökologischen und sozio-kul- konsistente hydraulische Risikobewertung mit Integration von
turellen Einstufung von urban geprägten Kleinstgewäs- Landnutzung, Siedlungsentwässerung und Fließgewässern
sern wurden entwickelt. Für WRRL-nicht-berichtspflichtige und die Entwicklung eines stadtübergreifenden integralen Ent-
Gewässer steht ein neues biodindikatives Bewertungsver- wässerungsleitplans.
fahren zur Verfügung. Durch die Berechnung gewässer-
bezogener Ökosystemleistungen lassen sich Entwicklungs- Die Gewässerstrukturgüte wurde gemeinsam mit der sozio-
maßnahmen zielgerichteter ableiten und begründen. kulturellen Nutzbarkeit des Gewässerabschnitts kartiert und
bewertet. Dabei wurde deutliches Verbesserungspotential
festgestellt. Für die ökologische Bewertung der kleinen Fließ-
und Standgewässer unterhalb der Berichtspflicht wurde ein
Bewertungsansatz entwickelt, bei welchem Makrophyten,
HINTERGRUND UND FORSCHUNGSFRAGEN Makrozoobenthos und Lepidopteren als Bioindikatoren für den
Gewässer erfüllen in Städten und Gemeinden vielfältige Funk- Gewässerzustand und wahrscheinliche Belastungsursachen ge-
tionen. Sie dienen der Ableitung von Niederschlagswasser nutzt werden. Alle Informationen wurden konsistent in einem
und damit dem Hochwasserschutz, sind Lebensraum für was- digitalen Gewässer- und Feuchtgebietskataster zusammenge-
sergebundene Pflanzen und Tiere, verbessern das Kleinklima führt, in welchem für 50 m-Fließgewässerabschnitte alle rele-
von Wohngebieten und dienen als Erlebnisraum für die Bevöl- vanten Attributdaten verfügbar und über topologische Zusam-
kerung. Diese Funktionen systematisch zu erfassen und da- menhänge weitergehende Auswertungen möglich sind. Auf
raus Konzepte für eine ganzheitliche Gewässerentwicklung dieser Basis entstand das integrale Gewässerentwicklungskon-
abzuleiten, war das Ziel von KOGGE. Modellregion ist die Han- zept mit gewässerabschnittsscharfen Entwicklungszielen und
sestadt Rostock mit mehr als 200 km kleiner Fließgewässer, Maßnahmen zu ihrer Erreichung. Ergänzend wurden wesent-
400 Standgewässern sowie einem 1.200 km langen Kanalnetz. liche Gewässerfunktionen mit Ökosystemleistungen bewertet
Wie in vielen anderen Gemeinden ist der ökologische Zustand und damit die Bedeutung der Gewässer im gesellschaftlichen
der Feuchtgebiete, Fließ- und Standgewässer nicht bekannt Diskurs erheblich gestärkt.
und die Funktion als Erlebnis- und Erholungsraum nur einge-
schränkt gegeben. Gleichzeitig steigt die hydraulische Belas- Alle Ergebnisse wurden nutzergruppenspezifisch in thema-
tung von Kanalnetz und Fließgewässern aufgrund von Nach- tischen Karten aufbereitet und durch wasserwirtschaftliche
verdichtung und Neuerschließung im Stadtgebiet. Vor diesem Aufgabenträger und die Kommune in sektorale Planungen
16Gewässerentwicklung und Wasserbewirtschaftung I KOGGE
Abb. 1: Schema
KOGGE. Grafik:
Universität
Rostock WW
übersetzt. So fließen die Ergebnisse u. a. in den neu aufzustellen- bringen. Um die Datenverfügbarkeit und Aktualisierung sicher-
den Flächennutzungsplan und das begleitende Umwelt- und zustellen sowie künftige Anwender mit den entwickelten
Freiraumkonzept der Hansestadt Rostock ein. In enger Koope- Methoden und Produkten zu schulen, plant die Stadt die Ein-
ration mit KOGGE wurde parallel durch die Stadt ein integraler richtung einer Personalstelle.
Entwässerungsleitplan erarbeitet. Dieser bildet die Grundlage
für die künftige Entwicklung der urbanen Fließgewässer und Der Abschlussbericht wird das methodische Vorgehen nach-
Regenwasserbewirtschaftung. Beispielhaft wurden integrale vollziehbar erläutern und damit die Nachnutzbarkeit in ande-
Maßnahmen zur Überflutungsvorsorge und Gewässeraufwer- ren Kommunen sichern. Dieser wird auf der KOGGE-Homepage
tung geplant und teilweise bereits umgesetzt. zum Download bereitgestellt.
FAZIT
Mit dem KOGGE-Ansatz und dem dahinter liegenden Metho-
denkatalog lassen sich komplexe und mitunter auch wider-
sprüchliche Anforderungen an die Gewässerentwicklung einer KONTAKT
fachgerechten und möglichst integralen Lösung zuführen. Mit Universität Rostock
der thematisch differenzierten Zustandsanalyse der urbanen Professur für Wasserwirtschaft
Kleingewässer, der konsistenten Zusammenführung in einem Prof. Dr.-Ing. Jens Tränckner | Tel.: +49 381 498 3640
GIS-basierten Kataster und dem daraus abgeleiteten Entwick- jens.traenckner@uni-rostock.de
lungskonzept wurde eine integrale Planungsgrundlage für die
wasserwirtschaftliche und städtebauliche Praxis geschaffen. Es www.kogge.auf.uni-rostock.de
ist erklärtes Ziel aller wasserwirtschaftlichen Akteure und der Projektlaufzeit: 01.04.2015 – 30.09.2018
Hansestadt Rostock, die Ergebnisse aus KOGGE nachhaltig zu Weitere Kontaktdaten und Partner: Seite 53
pflegen und konsequent in die konkreten Planungen einzu-
17NiddaMan – Entwicklung eines nachhaltigen Wasserressourcen-Managements
am Beispiel des Einzugsgebiets der Nidda
Im Fokus des Projekts stehen Untersuchungen zur Bedeutung und ihrer Lebensgemeinschaften beeinträchtigen. Am Beispiel
von Spurenstoffen, Effekte bei Wasserlebewesen und geeigne- der Nidda als anthropogen überformtes Fließgewässer mit Mo-
te Maßnahmen zur Reduktion der Einträge und Wirkungen für dellcharakter für Mitteleuropa wurden Schadstoffeinträge aus
Oberflächengewässer. Punkt- und diffusen Quellen quantifiziert und hinsichtlich ihrer
Wirkung auf Organismen und aquatische Lebensgemeinschaf-
ten untersucht. Dabei wurden renaturierte und nicht renatu-
rierte Gewässerabschnitte hinsichtlich der Effizienz wasser-
KERNBOTSCHAFTEN wirtschaftlicher Maßnahmen miteinander verglichen sowie ein
■ Maßnahmen zur Verbesserung der biologisch-chemischen nachhaltiges Wasserressourcen-Management unter Berück-
Wasserqualität sollten kleinere Fließgewässer und Ober- sichtigung sozial-ökologischer Erkenntnisse weiterentwickelt.
läufe einschließen, selbst wenn diese nicht WRRL-relevant
sind, da sie eine wichtige Quellressource für die Biodiversi- ERGEBNISSE
tät in aquatischen Systemen darstellen. Die Kopplung verschiedener Modelle (Wasserhaushaltsmodell,
■ Isolierte Maßnahmen zur Renaturierung oder zur Elimi- urbane und rurale Niederschlagsabfluss-Modelle, Stofffluss-
nation von Spurenstoffen allein reichen nicht, um den und Gewässergütemodell) diente als Grundlage für die Strate-
chemisch-ökologischen Zustand eines Gewässers zu ver- gieentwicklung im Bereich wasserwirtschaftlicher Planungen.
bessern. Maßnahmen im Bereich der Siedlungsentwässerung wurden
■ Embryotoxische und toxische Wirkpotenziale wurden so- nach einem immissionsbasierten Ansatz entwickelt. Die Ablei-
wohl im Wasserkörper als auch im Sediment bereits in den tung kläranlagen-/mischwasserbezogener und entwässerungs-
Oberläufen von Gewässern nachgewiesen. Aus diesem struktureller Maßnahmen wurde mithilfe modellierter Abfluss-
Grund sollten Maßnahmen auch auf eine Verbesserung daten und Abwasseranteilen im Gewässer erarbeitet. So waren
der Sedimentqualität abzielen. die biologischen Effekte einer Kläranlage der Größenklasse 1
■ Anteile an gereinigtem Abwasser ≥ 12 % im Jahresmittel bereits kurz nach ihrer Schließung mehrheitlich im Fließgewäs-
(TITAN-Analysen) führen im Nidda-Einzugsgebiet zu ei- ser nicht mehr nachweisbar.
ner veränderten Artenzusammensetzung des Makrozoo-
benthos, die den gewässertypspezifischen Referenzbe- In den meisten Flusseinzugsgebieten in Deutschland lassen sich
dingungen der Oberflächengewässerverordnung nicht die erhöhten Phosphor-Einträge auf landwirtschaftliche Emissi-
entspricht. Oberhalb des kalkulierten Abwasserjahres- onen zurückführen. Anders im Einzugsgebiet der Nidda: Im Ne-
mittelwertes sinken die Abundanzen besonders empfind- bengewässer Usa gehen z. B. 90 % der urbanen Phosphor-Einträ-
licher Arten abrupt. Durch eine effektivere, immissionsbe- ge auf Kläranlagen zurück. In einem anderen Nebengewässer,
zogene Abwasserreinigung kann der kritische Abwasser- der Horloff, stellen Mischwasserüberläufe mit ca. 25 % neben
anteil erhöht werden. den Kläranlagen einen relevanten Eintragspfad für Phosphor
■ Die Planung wasserwirtschaftlicher Maßnahmen sollte die dar. Für Carbamazepin sind Kläranlagen in beiden untersuchten
frühzeitige Kommunikation mit und die Beteiligung von Gebieten mit einem Anteil > 90 % die Haupteintragsquelle.
Interessengruppen im Sinne eines Kooperationsmanage-
ments vorsehen. Chemische Untersuchungen von mehr als 150 anthropogenen
Spurenstoffen, Metaboliten und Transformationsprodukten
spiegeln die typische Belastungssituation kleiner Flüsse mit
einem hohen Anteil an gereinigtem kommunalen Abwasser
wider. Im Untersuchungsgebiet zeigte sich bei zeitlich hoch-
HINTERGRUND UND FORSCHUNGSFRAGEN aufgelösten Messkampagnen, dass einige der in Kläranlagen re-
Die Renaturierung begradigter, künstlich abgesicherter und lativ stabilen polaren Stoffe (z. B. das Schmerzmittel Diclofenac)
gehölzfreier Gewässerabschnitte ist oft das Mittel der Wahl, im Gewässer photochemisch/biologisch abgebaut werden.
um die WRRL umzusetzen und einen naturnahen Zustand von Jedoch führt dies, aufgrund der hohen Anzahl an Kläranlagen
Fließgewässern wiederherzustellen. Dabei ist weitgehend un- im Untersuchungsgebiet und somit an Einträgen, oft nicht zu
bekannt, in welchem Umfang andere Belastungsfaktoren, wie einer erkennbaren Verringerung der Konzentrationen durch
z. B. Schad- und Pflanzennährstoffe, den Zustand der Gewässer Abbauprozesse im Gewässer.
18Gewässerentwicklung und Wasserbewirtschaftung I NiddaMan
Abb. 1: Aktion NiddaLife am Hessischen Tag der Nachhaltigkeit 2016, Abb. 2: Aktives Monitoring an einer Probenstelle in der Nidda,
Foto: Simone Ziebart, Universität Frankfurt Foto: Andreas Dieterich, Universität Tübingen
In renaturierten Bereichen wurden z. T. höhere ökotoxische rung der Einträge aus kommunalen Kläranlagen, Mischwas-
Effekte gemessen als oberhalb einer Maßnahme. Mögliche Ur- serentlastungen und diffusen Quellen. So sollten technische/
sachen, wie z. B. eine verstärkte Ablagerung belasteter Sedi- entwässerungsstrukturelle Maßnahmen zur Verbesserung
mente in den Renaturierungsbereichen, werden in weiterfüh- des chemisch-biologischen Gewässerzustandes sowie die Aus-
renden Studien untersucht. wahl und Priorisierung von Maßnahmen nicht allein anhand
der Größenklasse von Kläranlagen erfolgen, sondern die Auf-
Der Gesundheitszustand sowohl abundanter als auch in der nahmefähigkeit des Oberflächengewässers, Kläranlagen aller
Nidda exponierter Fische ist bedenklich, insbesondere hinsicht- Größenklassen und Mischwasserentlastungen gleichermaßen
lich der chronischen Schäden im Lebergewebe. Trotz gleichblei- berücksichtigen.
bender Flussmorphologie verschwinden sensitive Fischarten
auf kurzer Fließstrecke. Es zeigte sich zudem, dass gewässer- Eine ganzheitliche, sektorübergreifende (behördliche) Be-
morphologische Maßnahmen eine begrenzte Strahlwirkung trachtung von Fließgewässern lässt eine höhere Effizienz
(500-2.500 m) aufweisen. Dies ist u. U. auf die eingeschränkte wasserwirtschaftlicher Maßnahmen erwarten. So können z. B.
Abbaubarkeit vieler Substanzen und das fehlende Wiederbe- potenziell positive Wirkungen lokaler Maßnahmen im Mittel-
siedlungspotential, bedingt durch die Einwirkung weiterer lauf eines Gewässers ausbleiben oder unterbunden werden,
Stressoren (z. B. Mischwasserentlastungen, Verschlammung wenn entsprechende Aktivitäten im Ober-/Unterlauf des Ge-
durch Bodenerosion), zurückführen. wässers fehlen.
Gemeinsam mit Vertretern des NiddaMan-Stakeholder-
Gremiums wurde ein Kommunikations- und Beteiligungskon-
zept für die Planung und Umsetzung von wasserwirtschaft-
lichen Maßnahmen entwickelt. Zum Austausch zwischen
Wissenschaft und Öffentlichkeit (Citizen Science) in der KONTAKT
Region wurde die interaktive Wissenslandkarte NiddaLand Goethe-Universität Frankfurt am Main
(http://www.niddaland.de/) erstellt. Abteilung Aquatische Ökotoxikologie
Prof. Dr. Jörg Oehlmann | Tel.: +49 69 798 42142
FAZIT oehlmann@bio.uni-frankfurt.de
Für das Nidda-Einzugsgebiet wurde nach WRRL ein Handlungs-
bedarf zur Verbesserung der Ökosystemgesundheit nach- www.niddaman.de
gewiesen. Ein limitierter Stoffrückhalt durch Sorptions- und Projektlaufzeit: 01.05.2015 – 30.04.2018
Abbauprozesse und unbekanntes ökotoxikologisches Poten- Weitere Kontaktdaten und Partner: Seite 54
zial von Einzelstoffen/Mischungen gebieten eine Reduzie-
19StucK – Sicherstellung der Entwässerung küstennaher, urbaner Räume unter
Berücksichtigung des Klimawandels
In StucK erfolgt eine umfassende Systemanalyse in zwei aus- darin, ein übertragbares Konzept zu entwickeln. Dieses bein-
gewählten Modellregionen im Bereich der Metropolregion haltet die Integration ökologischer Aspekte und berücksichtigt
Hamburg und eine Auswertung hydrologischer Zusammen- die ökonomische Bewertung einzelner Handlungsoptionen.
hänge von Tide- und Binnenhochwassern. Dies ermöglicht die Die starke Ausrichtung von StucK auf die Erfordernisse der was-
Entwicklung von Managementstrategien für die betrachteten serwirtschaftlichen Praxis sichert die Verwendung und Imple-
Gewässer. mentierung der Ergebnisse in die Praxis.
ERGEBNISSE
Das in StucK entwickelte Verfahren erstellt kombinierte Nie-
KERNBOTSCHAFTEN derschlagsvorhersagen. Diese basieren für die 1.-2. Vorhersa-
■ Eine verbesserte, kurzfristige und kleinräumige Nieder- gestunde auf Radardaten. Ab der 5. Vorhersagestunde werden
schlagsvorhersage kombiniert aus Radarmessungen und COSMO-DE-EPS-Daten verwendet. Dazwischen (3.-4. Vorhersa-
Modellsimulationen (COSMO-DE-EPS) lässt den Betrieb gestunde) erfolgt eine Überlagerung von Radar- und COSMO-
eines operationellen Abfluss-Vorhersagemodells für urba- DE-EPS-Daten. Die so kombinierten Niederschlagsvorhersagen
ne Regionen zu. Dessen Ergebnisse präzisieren den Warn- werden als Ensemble mit 20 Läufen erzeugt und verbessern die
dienst Binnenhochwasser Hamburg und vergrößern damit Vorhersage deutlich, insbesondere für Starkregenwarnungen.
Handlungsspielräume/Reaktionszeiten im Hochwasserfall. Folgende Produkte werden dafür erzeugt:
■ Ökologisches Hochwasserschutzkonzept für Hamburg:
Eine gezielte Steuerung der Hochwasserrückhaltebecken 1. Kontinuierliche Zeitreihen von 20 Ensembleläufen, Vorhersa-
ermöglicht eine Optimierung des Hochwasserschutzes gezeitraum 0-20 Stunden
bei gleichzeitiger Ausnutzung des größtmöglichen ökolo-
gischen Potentials der Flächen und Schaffung ökologisch 2. Fortlaufende Vorhersagebilder der Niederschlagsintensität
wertvoller Lebensräume. in mm/h, Vorhersagezeitraum 0-20 Stunden
■ Ein Verfahren zur Schadenspotenzialanalyse wurde entwi-
ckelt. So wird die Evaluation verschiedener Szenarien im 3. V
orhergesagte Niederschlagsmengen von 20 Ensembleläu-
Hinblick auf eine potentielle Schadensvermeidung mög- fen als Summen über verschiedene Zeiträume: 0-2, 0-6, 0-12
lich. Außerdem eignen sich die Ergebnisse zur Kommuni- und 0-24 Stunden.
kation und Sensibilisierung der Bevölkerung (Bei einem
hundertjährlichen Hochwasser (HQ100) in der Modellregion
Kollau beträgt das Schadenspotential rund 1,6 Mio. €).
HINTERGRUND UND FORSCHUNGSFRAGEN
In küstennahen urbanen Gewässern ist der Abfluss oft durch
Rückstau beeinträchtigt – mit negativen Auswirkungen auf die
Binnenentwässerung. Die Bewirtschaftung urbaner Fließge-
wässer wird bisher kaum interdisziplinär unter ökologischen
und ökonomischen Aspekten betrachtet. Neben anderen Zie-
len untersuchte das Konsortium in StucK die Entwässerung
bei Extremwetterereignissen, wie Starkregen, der zu Binnen-
hochwasser führt, und Sturmfluten mit Elbehochwasser. Bei
zeitgleichem Eintritt dieser Ereignisse wird das Hochwasserma- Abb. 1: Ergebnisse des operationellen Modells der Kollau am Pegel
nagement urbaner küstennaher Gebiete vor besondere Heraus- Niendorfer Straße. Die Streubreite der Ensembles verdeutlicht die
forderungen gestellt. Eine der Kernaufgaben bestand deshalb Variabilität der Ergebnisse. Grafik: TUHH
20Gewässerentwicklung und Wasserbewirtschaftung I StucK
tes Retentionsvolumen zu
schaffen. Die Steuerung der
komplexen Regelungsstruk-
tur wird hierfür mit Hilfe der
Modellierung optimiert und
mit Tide- und Niederschlags-
vorhersagen verbunden.
Die berechneten Scha-
denspotenziale haben bei
einem HQ100 in der Modell-
region Kollau eine Höhe
von rund 1,6 Mio. Euro. Ein
Abb. 2: Durchflussmessungen an der Kollau im Rahmen von StucK. Foto: LSBG
entwickeltes Szenario „zu-
künftige Landnutzung und
Mit diesen Vorhersagen wird das operationelle Modell zur Ab- Klimazuschlag“ zeigt eine Ausdehnung der überfluteten Fläche,
flussprognose in der Modellregion Kollau betrieben. Dieses Mo- sodass hier noch mit einem Anstieg des Schadenspotenzials zu
dell liefert fünfminütig eine neue Abflussprognose und schafft rechnen ist. Mit diesen Zahlen erfahren die Kosten von Schutz-
damit einen größeren Handlungsspielraum im Hochwasserma- maßnahmen eine neue Inwertsetzung, in die auch die Schaffung
nagement und ermöglicht, auch im Zusammenhang mit den ökologisch wertvoller Räume einbezogen werden muss.
Niederschlags-Vorhersageprodukten, präzisere Meldungen des
Warndienstes Binnenhochwasser Hamburg. FAZIT
StucK entwickelte innovative Handlungskonzepte der tideab-
Die Modellierung von Landnutzungs- und Klimaszenarien zeigt hängigen Entwässerung und Steuerungsmöglichkeiten in dicht
für die Modellregion Kollau im Jahr 2035 höhere Abflussspitzen. besiedelten, urbanen Bereichen. Diese erweitern den engen
Bei Annahme einer zunehmenden Bodenversiegelung, u. a. Handlungsspielraum, der in urbanen Bereichen aufgrund vielfäl-
durch Bevölkerungswachstum und zunehmender Wohnbebau- tiger Nutzungskonkurrenzen gegeben ist. In den erarbeiteten
ung/Nachverdichtung, steigt der Abfluss mit 2,5 % nur gering. Konzepten ist der Hochwasserschutz stets gewährleistet. Darü-
Wird zur Berücksichtigung des Klimawandels eine Steigerung ber hinaus werden ökologisch wertvolle Räume geschaffen. Die
der Niederschlagsintensität von 15 % angenommen, steigen die Projektergebnisse sind in einem zusammenfassenden und einem
Abflussspitzen im Jahr 2035 mit etwa 25 % deutlich an. Somit ver- ausführlichen Projektbericht dargestellt. Durch die von Beginn
größert sich auch die im Ereignisfall überflutete Fläche. Dieser an großräumige Ausrichtung von StucK können die entwickel-
bedeutende Anstieg erfordert umfangreiche Maßnahmen, wie ten Konzepte gut auf andere Regionen Norddeutschlands über-
die optimale Steuerung von den in der Modellregion vorhande- tragen werden. Die konkrete bauliche Planung und Umsetzung
nen Hochwasserrückhaltebecken. So lässt sich der Anstieg auf von Maßnahmen waren kein Bestandteil von StucK. Derzeit wird
nur rund 9 % gegenüber heute reduzieren. geprüft, ob eine Realisierung im Anschluss an das Projekt
möglich ist.
Diese Ergebnisse verdeutlichen die Notwendigkeit, zukünftig
größere Spielräume und Sicherheitsreserven durch voraus-
schauendes Handeln zu generieren. Für das schnell reagierende
Gewässersystem der Kollau ist auf Basis der optimierten Nieder- KONTAKT
schlagsvorhersagen ein dafür passendes Managementkonzept, Freie und Hansestadt Hamburg
beginnend 24 Stunden vor Eintritt des Hochwassers, entwickelt Landesbetrieb Straßen, Brücken und Gewässer
worden. Die Hochwasserrückhaltebecken werden so gesteuert, Prof. Dr. rer. nat. Gabriele Gönnert
dass sie selbst, in Form von Trockenbecken, und die Gewässer- Tel.: +49 40 42826 2510
auen dadurch ökologisch aufgewertet werden. Durch Hochwas- gabriele.goennert@lsbg.hamburg.de
serschutzmaßnahmen werden also ökologisch wertvolle Räume
geschaffen. In der Modellregion Dove-Elbe setzt das zukünftige www.stuck-hh.de
Managementkonzept bereits sechs Tage vor dem Eintritt des Projektlaufzeit: 01.04.2015 – 30.09.2018
Hochwasserereignisses ein, da hier längere Fließzeiten vorliegen Weitere Kontaktdaten und Partner: Seite 56-57
und entsprechend früher reagiert werden muss, um benötig-
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