Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Aufbauend auf den bereits entwickelten Simulator RIOVAL sollte ein Managementinstrument f\u00fcr ganze Flie\u00dfgew\u00e4ssersysteme mit einer entsprechenden Netzstruktur entwickelt werden. Hauptbestandteile des Simulators sollten sowohl der Transport in der flie\u00dfenden Welle als auch der Stoffumsatz in der flie\u00dfenden Welle und im benthischen Biofilm eines Flie\u00dfgew\u00e4ssersystems sein. Dar\u00fcber hinaus war die Einbindung von Daten aus Monitoringprogrammen und aus der Gew\u00e4sserstrukturg\u00fctekartierung in das Flie\u00dfgew\u00e4ssermodell geplant. F\u00fcr die Daten zur Flussgeometrie und Hydraulik sollte eine Schnittstelle zu geographischen Informationssystemen (GIS) geschaffen werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenParallel zur Erhebung und Auswertung der vorhandenen Daten (Staatliches Amt f\u00fcr Umwelt Magdeburg) wurde auf RIOVAL aufbauend in enger Zusammenarbeit mit der CiT GmbH das Flie\u00dfgew\u00e4ssermodell formuliert. Zu den notwendigen Modellerweiterungen geh\u00f6ren:
\n\u00b7\tEinbindung der Geometrie des Gew\u00e4sserbetts
\n\u00b7\tVernetzung im Flusseinzugsgebiet
\n\u00b7\tUmsatz in der flie\u00dfenden Welle
\n\u00b7\tErweiterung der zu modellierenden Parameter (Photosynthese, Phosphat, Makrophythen)
\n\u00b7\tErweiterung um einen offenen Term zur Modellierung von Einzelschadstoffen mit frei w\u00e4hlbarer Kinetik
\nEine wichtige Entwicklungsaufgabe in dem beantragten Projekt war die Kopplung der Umsatz- und Transportterme an die Gew\u00e4sserstrukturg\u00fctedaten. Es wurde eine Verkn\u00fcpfung zwischen den aus der Gew\u00e4ssermorphologie bzw. -strukturg\u00fcte gewonnenen Gr\u00f6\u00dfen, also dem \u00e4u\u00dferen Zustand des Gew\u00e4s-sers, und der Entwicklung der Gew\u00e4sserg\u00fcte, also der Qualit\u00e4t des Wassers, in das Modell integriert. Diese Verkn\u00fcpfung macht in Zukunft eine Modellerweiterung hin zum \u00f6kologischen Zustand der Gew\u00e4s-ser leichter.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Mit dem entwickelten Managementwerkzeug RIONET konnte die Gew\u00e4sserg\u00fcte des Gew\u00e4ssersystems der Bode abgebildet werden, wobei sowohl punktuelle Einleitungen aus Kl\u00e4ranlagen und diffuse Eintr\u00e4ge aus der Landwirtschaft ber\u00fccksichtigt wurden. Die Simulation liefert Konzentrationswerte f\u00fcr die verschiedenen Parameter entlang der Gew\u00e4sserachse, die sowohl von der hydraulischen Belastung als auch von den Witterungsverh\u00e4ltnissen beeinflusst werden.
\nEin weiterer Schwerpunkt war die Ber\u00fccksichtigung des Einflusses der Strukturg\u00fcte eines Gew\u00e4ssers auf die Selbstreinigungsprozesse und damit auf die Wasserqualit\u00e4t, da ein Teil der Selbstreinigung im benthischen Biofilm an der Gew\u00e4ssersohle stattfindet. Die Entwicklung und Nitrifikationsleistung dieser Biofilme ist von der Struktur des Gew\u00e4ssers und den vorliegenden Konzentrationswerten im Gew\u00e4sser abh\u00e4ngig. Messungen der Nitrifikationsleistung an Sedimentproben ober- und unterhalb einer Kl\u00e4ranla-geneinleitung best\u00e4tigen diesen Zusammenhang.
\nDie Untersuchungen zeigten weiterhin, dass insbesondere im Unterlauf der Bode parallel zu der Nitrifikation auch eine Denitrifikation in den tieferen Schichten des Sediments stattfindet. Eine zus\u00e4tzliche Prozessgleichung wurde zur Beschreibung der Denitrifikation formuliert und im Modell ber\u00fccksichtigt. Analog hierzu k\u00f6nnen auch Prozesse zum Schadstoffabbau integriert werden, wenn die erforderlichen kinetischen Daten vorliegen. Eine Erweiterung des Modells \u00fcber die bereits formulierten Prozesse hinaus setzt nat\u00fcrlich entsprechende Kenntnisse des Anwenders voraus.
\nNeben der Abbildung des IST-Zustandes eines Gew\u00e4ssersystems k\u00f6nnen mit RIONET insbesondere die Auswirkungen verschiedener Ma\u00dfnahmen auf die chemische Flie\u00dfgew\u00e4sserg\u00fcte abgesch\u00e4tzt werden. Exemplarisch wurde die Wasserqualit\u00e4t eines Nebengew\u00e4ssers der Bode vor und nach dem Ausbau der vorhandenen Kl\u00e4ranlagen dargestellt. Die L\u00e4nge der Gew\u00e4sserstrecke, bis der urspr\u00fcngliche Belastungszustand vor der Einleitung wieder erreicht wird, ist in Abh\u00e4ngigkeit von der Gr\u00f6\u00dfe der Belastung und den \u00f6rtlichen Gegebenheiten unterschiedlich gro\u00df.
\nVon besonderer Bedeutung f\u00fcr die Aussagef\u00e4higkeit von Simulationsrechnungen ist die Qualit\u00e4t der zur Kalibrierung des Modells verwendeten Monitoringdaten. Mit dem Verlauf der flie\u00dfenden Welle sollte die Probenahme zeitgleich mit einer Geschwindigkeitsmessung erfolgen und die Datendichte sollte in Abh\u00e4ngigkeit von der Belastungssituation im Gew\u00e4sser festgelegt werden. Die vorliegenden Monitoringdaten des Bodeeinzugsgebietes waren f\u00fcr eine Modellkalibrierung unzureichend. Bei der Aufstellung k\u00fcnftiger Monitoringprogramme ist der Einsatz der Gew\u00e4sserg\u00fctesimulation als Hilfsinstrument zu empfehlen, um die r\u00e4umliche und zeitliche Aufl\u00f6sung der Probennahme festzulegen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Teilergebnisse des Projektes wurden am 8.8.2001 auf einem Workshop der Hochschule Magdeburg-Stendal (FH) und bei der 4. Sitzung der GDCh Ad-hoc AG Expositionsanalyse und Computersimulationsmodell am 17. Oktober 2001 in Frankfurt\/Main vorgestellt. Innerhalb der ersten Projektphase wurde im Rahmen einer Diplomarbeit am Fachbereich Wasserwirtschaft\/Abfallwirtschaft an der Hochschule Magdeburg\/Stendal (FH) von Herrn Basner (2001) der Umsatz von Stickstoff und Sauerstoff in Flusssedimenten am Beispiel von Ehle und Bode untersucht. Am 15.7.2002 wurde das Projekt mit einem Vortrag im Graduiertenkolleg Funktions- und Regenerationsanalyse belasteter \u00d6kosysteme, Institut f\u00fcr \u00d6ko-logie AG Limnologie der Universit\u00e4t Jena vorgestellt. Im Rahmen der 9th International Specialised Conference on River Basin Management am 11.-13. September 2002 wurden die Ergebnisse unter dem Bei-trag RIONET: A water quality management tool for river basins ver\u00f6ffentlicht. Der Beitrag ist als Artikel zur Ver\u00f6ffentlichung in Water Science Technology angenommen.
\nAm 15.01.04 ist ein Vortrag RIONET – Einsatzm\u00f6glichkeiten der Gew\u00e4sserg\u00fctemodellierung f\u00fcr das Flussgebietsmanagement am Institut f\u00fcr Umweltforschung (Prof. Malchow) der Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck vorgesehen, ebenso eine Ver\u00f6ffentlichung in einer deutschen Fachzeitschrift (gwf Wasser\/Abwasser).<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des durchgef\u00fchrten Projektes wurde in Zusammenarbeit mit der CiT Rastede ein Managementwerkzeug zur Simulation der Flie\u00dfgew\u00e4sserg\u00fcte entwickelt und f\u00fcr das Einzugsgebiet der Bode angewendet. Es bleibt aber festzuhalten: Nur wenn die entwickelten Modelle und Werkzeuge auch tats\u00e4chlich in der Wasserwirtschaftsverwaltung eingesetzt werden, kann auch die Qualit\u00e4t der Modellergebnisse im Hinblick auf die Unterst\u00fctzung wasserwirtschaftlicher Entscheidungen kontinuierlich verbessert wer-den. Das Projekt kann also erst dann als erfolgreich bezeichnet werden, wenn RIONET zum ersten Mal f\u00fcr eine der oben genannten M\u00f6glichkeiten erfolgreich eingesetzt wurde. Die offene Struktur des Simulators er\u00f6ffnet jedenfalls die M\u00f6glichkeit, interessante Entwicklungen direkt in das Modell einzubauen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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