Post on 03-Feb-2020
06.07.2010
1
www.WUPPERVERBAND.de
Karl Böcker / Wupperverband:.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
01.03.07 08.03.07 15.03.07 22.03.07 29.03.07
Q [l/s]0
20
40
60
80
100
120
Regen [mm/d]
Q EntlastungAblauf Q_Dr_MSAblauf Q_TrennsRegen
Ergebnis bisheriger Untersuchungen zu Zustand und Belastungsfaktoren
des Morsbachsystems sowie Kanalnetzanzeige
AG Morsbach 5.7.2010
www.WUPPERVERBAND.de
Zustand der Wasserkörper
FuE-Vorhaben „Vergleich detaillierter Nachweisverfahren nach BWK-Merkblatt 3 für das Morsbacheinzugsgebiet“
Schmutzfrachtberechnung / Kanalnetzanzeige nach § 58 (1) LWG / März 2009
G L I E D E R U N G
06.07.2010
2
www.WUPPERVERBAND.de
Zustand der WasserkörperZustand der Wasserkörper
FuE-Vorhaben „Vergleich detaillierter Nachweisverfahren nach BWK-Merkblatt 3 für das Morsbacheinzugsgebiet“
Schmutzfrachtberechnung / Kanalnetzanzeige nach § 58 (1) LWG / März 2009
G L I E D E R U N G
www.WUPPERVERBAND.de
Prioritäre Stoffe und „spezifische Schadstoffe“ im Morsbachsystem nach Monitoring des LANUV NRW
• Keine Probleme bei „chemischem Zustand“ nach EG-WRRL („prioritäre“ Stoffe, z. B. Hg, Cd, Pb und einige Pflanzenschutzmittel)
• Höchstens mäßig: Zink im Schwebstoff
www.WUPPERVERBAND.de
Zink (aus ELWAS-IMS)
06.07.2010
3
www.WUPPERVERBAND.de
Mäßiger Zustand (außer Gelpe): Fischfauna nach FIBSnach Monitoringergebnissen des LANUV NRW
www.WUPPERVERBAND.de
Morsbach
www.WUPPERVERBAND.de
Gelpe
www.WUPPERVERBAND.de
Gewässerkategorien gemäß WRRLund Wanderfischkulisse mit Zielart Lachs
www.WUPPERVERBAND.dewww.WUPPERVERBAND.de
Morsbach
Gelpe
Leyerbach
06.07.2010
4
www.WUPPERVERBAND.de
Ausschlaggebend für ökolog. Zustand: Allgemeine Degradation des Makrozoobenthos nach PERLODES
www.WUPPERVERBAND.de
Gelpe
Morsbach
www.WUPPERVERBAND.de
Biologische Defizite(vor allem Makrozoobenthos)
Gründe für weitergehende Untersuchungen
Forderung der BR D‘dorf:Schmutzfrachtberechnung mit Nachweis nach BWK M3
Förderantrag WV: F+E-Vor-haben zu immissionsbezo-genen Nachweisvarianten nach BWK-Merkblatt M3
06.07.2010
5
www.WUPPERVERBAND.de
Zustand der Wasserkörper
FuEFuE--Vorhaben „Vergleich detaillierter Nachweisverfahren Vorhaben „Vergleich detaillierter Nachweisverfahren nach BWKnach BWK--Merkblatt 3 für das Morsbacheinzugsgebiet“Merkblatt 3 für das Morsbacheinzugsgebiet“
Kanalnetzanzeige nach § 58 (1) LWG / Schmutzfrachtberechnung März 2009
G L I E D E R U N G
www.WUPPERVERBAND.de
Federführung
Gefördert durch LandNRW
Kooperationspartner
Beteiligte Büros
Vergleich detaillierter Nachweisverfahren nach BWK-Merkblatt 3 (hydrologisch-hydraulisch-biologisch) für das Morsbacheinzugsgebiet
06.07.2010
6
www.WUPPERVERBAND.de
Vergleich verschiedener hydrologischer Nachweisverfahren nach BWK M3 in Kombination mit vereinfachtem stofflichen Nachweis
• vereinfachter hydrologischer Nachweis nach M3 (n * HQ1,pnat)• detaillierter hydrologischer N. mit Niederschlags-Abfluss-Modell• detaillierter hydraulischer Nachweis über Schleppspannung
basierend auf Niederschlags-Abfluss-Modell
Bewertung der rechnerischen Verfahren am Maßstab Biozönose(Makrozoobenthos und Fische) für den Ist-Zustand
Aufwand der detaillierten Untersuchungen (Kosten)
Verbesserung der Maßnahmenwahl (Nutzen)
Erweiterung der Anwendungsgrenzen biologischer Nachweise ?
FuE-Vorhaben „Morsbach“: Wichtigste Projektziele
www.WUPPERVERBAND.de
Siedlungswasserwirtschaft
Auch Einleitungen aus Straßenentwäs-serung und von Ge-werbegrundstückenwerden betrachtet.
Mischsystem
Trennsystem
Einleitung
06.07.2010
7
www.WUPPERVERBAND.de
Hermannsmühle
Nüdelshalba
Temporäre Abflussmessungen in Kanalnetz und GewässernGütemessstationen (Probenehmer+Elektroden) an Gewässern+RÜB
Hauptziel der Abflussmessungen: Kalibrierung Modell
Pegel (stationär + temporär)
Gewäs-sergüte
Multipara-metersonde
Müg
genb
ach
www.WUPPERVERBAND.de
.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
01.03.07 08.03.07 15.03.07 22.03.07 29.03.07
Q [l/s]0
20
40
60
80
100
120
Regen [mm/d]
Q EntlastungAblauf Q_Dr_MSAblauf Q_TrennsRegen
Auswertung BetriebsdatenBsp. RÜB Breitenbruch
Fremdwasser Nachlauf
06.07.2010
8
www.WUPPERVERBAND.de
Vereinfachter hydrologischer Nachweis nach M3 mit Abgrenzung geschlossener Siedlungsgebiete
• Vereinfachter Nachweis in Unterläufen unplausibel• Vereinfachter Nachweis ggf. für Oberläufe geeignet
Einflussbereiche nach BWK M3
-4,8 km4 km> 0,5 m
4 km2,8 km2 km<= 0,5 m
-1,6 km1,6 km<= 0,1 mMittlere Tiefe bei MNQ
> 0,5<= 0,5<= 0,1
Mittlere Fließgeschwin-digkeit bei MNQ [m/s]
www.WUPPERVERBAND.de
Detaillierter hydrologischer Nachweis nach BWK M3/M7 mit kalibriertem Wasserbilanzmodell
Kot
tsie
perB
ach
Müh
lenb
ach
HR
B L
eyer
bach
R
ÜB
Ron
sdor
f
Kla
usen
erB
ach
1,4 * HQ2,pnat
HQ2,pnat
Detaillierter Nachweis mit Wasserbilanzmodell liefert hydrologisch plausible Ergebnisse
QU
ELL
E
HQ1,pnat
HQ1,Prognose
HQ1,optim.Planung
Q[m³/s] HQ1,Ist
Beispiel: Leyerbach Oberlauf
06.07.2010
9
www.WUPPERVERBAND.de
Biologische Untersuchungen
durch umweltbüro essen
Den Herren Andreas Müller
und Martin Halle / UBE
danke ich für diverse Folien
Validierung der Berechnungen und Ermittlung der Haupt-belastungsursachen durch biologische Untersuchungen
www.WUPPERVERBAND.de
MONITORINGERGEBNISSE Makrozoobenthos / Verfahren PERLODES nach WRRL (Proben Mai 2006)
Morsbach Müggenbach
SieperBach
Ibach
LeyerbachGelpe
Morsbach
09
22
20
17
KlausenerBach
16
06
07
10A11
05
04A
09
08
13
15
12
1416
19
18
17
19A
20
21
22
0302
10
04
01
WK Gelpe:kein Hand-lungsbedarf
Belastungs-schwerpunktLeyerbach
5 x gut
6 x mäßig6 x mäßig
13 x13 x unbefriedigendunbefriedigend
1 x schlecht
• Allgemeine Degradation ausschlaggebend für Bewertung• „Strahlwirkung“ positiver wie negativer Einflüsse nach unterhalb
06.07.2010
10
www.WUPPERVERBAND.de
Korrelation Gewässerstrukturgüte Makrozoobenthos
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0Strukturgüte 5 km oberhalb, gewichtet
Allg
emei
ne D
egra
datio
n
www.WUPPERVERBAND.de
links: Bracherechts: Gärten unterhalb Verrohrung
Ermittlung der Ursachen für ökologische Defizite, hier aus funktionalen Verteilungen des Makrozoobenthos
Längszonale biozönotische Verteilung
0
10
20
30
40
50
EK HK ER MR HR EP MP HP LT PR
Indi
katio
nspu
nkte
Strömungspräferenzverteilung
0
10
20
30
40
50
RB RP RLP LP LB IN
Indi
katio
nspu
nkte
Habitatpräferenzverteilung
0
10
20
30
40
50
LIT AKA PSA PEL POM PHY SON
Indi
katio
nspu
nkte
Ernährungstypenverteilung
0
10
20
30
40
50
HOL ZKL WEI RÄU SED FIL MIN SON
Indi
katio
nspu
nkte
IZ0
30
60
90
120
150
IZ0
30
60
90
120
150
IZ0
30
60
90
120
150
IZ0
30
60
90
120
150
Strömungspräferenz
Ernährungstypenverteilung
Kürzel Bezeichnung Erläuterung
RB rheobiont an strömendes Wasser gebunden; Schwerpunkt in reißenden bis schnell fließenden Gewässern
RP rheophil strömungsliebend, bevorzugt in schnell fließenden Gewässern
RLP rheo- bis limnophil
sowohl in sehr langsam bis träge fließenden Gewässern bzw. in ruhigen Zonen als auch in Stillgewässern
LP limnophil strömungsmeidend, nur selten in träge fließenden Gewässern
LB limnobiont an Stillgewässer gebunden, daher nur in stehendem Wasser
IN indifferent keine Präferenz für fließendes oder stehendes Wasser erkennbar
Stellen hohen Anteil in natur-nahen Mittelgebirgsbächen
Geringer Anteil in natur-nahen Mittelgebirgsbächen,
06.07.2010
11
www.WUPPERVERBAND.de
links: Bracherechts: Gärten unterhalb Verrohrung
08
Probestellen im Vergleich oberhalb/unterhalb RÜB
Längszonale biozönotische Verteilung
0
10
20
30
40
50
EK HK ER MR HR EP MP HP LT PR
Indi
katio
nspu
nkte
Strömungspräferenzverteilung
0
10
20
30
40
50
RB RP RLP LP LB IN
Indi
katio
nspu
nkte
Habitatpräferenzverteilung
0
10
20
30
40
50
LIT AKA PSA PEL POM PHY SON
Indi
katio
nspu
nkte
Ernährungstypenverteilung
0
10
20
30
40
50
HOL ZKL WEI RÄU SED FIL MIN SON
Indi
katio
nspu
nkte
IZ0
30
60
90
120
150
IZ0
30
60
90
120
150
IZ0
30
60
90
120
150
IZ0
30
60
90
120
150
beidseitig Wald unterhalb HRB
09
09
hier: Beispiel Leyerbach oberhalb/unterhalb RÜB-HRBLängszonale biozönotische Verteilung
0
10
20
30
40
50
EK HK ER MR HR EP MP HP LT PR
Indi
katio
nspu
nkte
Strömungspräferenzverteilung
0
10
20
30
40
50
RB RP RLP LP LB IN
Indi
katio
nspu
nkte
Habitatpräferenzverteilung
0
10
20
30
40
50
LIT AKA PSA PEL POM PHY SON
Indi
katio
nspu
nkte
Ernährungstypenverteilung
0
10
20
30
40
50
HOL ZKL WEI RÄU SED FIL MIN SON
Indi
katio
nspu
nkte
IZ0
30
60
90
120
150
IZ0
30
60
90
120
150
IZ0
30
60
90
120
150
IZ0
30
60
90
120
150
Strömungspräferenz
ErnährungstypenverteilungZunahme Sedimentfresser+Filtrierer
Zunahme strömungsindifferente
0
10
20
30
40
50
EK HK ER MR HR EP MP HP LT PR
Indi
katio
nspu
nkte
0
10
20
30
40
50
RB RP RLP LP LB IN
Indi
katio
nspu
nkte
0
10
20
30
40
50
LIT AKA PSA PEL POM PHY SON
Indi
katio
nspu
nkte
0
10
20
30
40
50
HOL ZKL WIE RÄU SED FIL MIN SON
Indi
katio
nspu
nkte
020406080
100120140
1
020406080
100120140
1
020406080
100120140
1
020406080
100120140
1
Auch möglich:
Bewertung an Hand von Verteilungen für Referenz-gewässer (sehr guter Zust.)
08
www.WUPPERVERBAND.de
Hauptbelastungen als Ursachen für biologische Defizite:• Eintrag organischer abfiltrierbarer
Stoffe (AFS) in Kieslückensystem• Zu geringer Trockenwetterabfluss
gemessen an hydraulischer Kapa-zität des Gewässers (Fremdwasser statt Grundwasserneubildung)
• Bereichsweise hydraulischer Stress durch Nw-Einleitungen
Keine monokausalen Ursache-Wirkungs-Beziehungen, sondern mehrere Wirkungspfade resultierend aus Urbanisierung
Ergebnisse „Kausalanalyse“ für Morsbachsystem
06.07.2010
12
www.WUPPERVERBAND.de
Teilbelastung organische Sedimentanreicherung Teilbelastung organische Sedimentanreicherung
Teilbelastung reduzierte Fließgeschwindigkeit bei Teilbelastung reduzierte Fließgeschwindigkeit bei Trockenwetter Trockenwetter
Einleitung > 300 l/s
www.WUPPERVERBAND.de
Einleitung > 300 l/s
Makrozoobenthos-Untersuchung:
Teilbelastung hydraulische Stoßbelastung
06.07.2010
13
www.WUPPERVERBAND.de
Biologie indiziert zwei Klas-sen geringere Belastung als Modellergebnisse
Einleitung > 300 l/s
Teilbelastung hydraulische Stoßbelastung Makrozoobenthos-Untersuchung:(regelbasiert aus HQ1ist/HQ2pnat
und Ausuferbarkeit)
BWK M3/M7-Kriterium HQ1,ist < HQ2,pnat nur dort angemessen, wo Gewässer nicht ausufern kann
Im Allgemeinen entspricht HQ1,ist < 1,4 * HQ2,pnat oder HQ1,ist < HQ5,pnat eher biologischen Untersuchungen
www.WUPPERVERBAND.de
„Kompensation“ hydrologischer Belastungen durch gute Morphologie
☺ In Bach, der bei kleinen Hochwässern ausufern kann, treten geringere Schlepp-spannungen und weniger Erosion auf.
☺Wenn ein Bachabschnitt renaturiert wird oder auch nach einem Störeinfluss wird sich der biologische Zustand schneller verbessern, wenn „Wiederbesiedlungspotential“ aus Ober-lauf oder naturnahen Nebenbächen hoch ist.
Beispiel Klausener Bach / Remscheid
Aus naturfernem Bach können kaum Organismen in renaturierten Abschnitt unterhalb einwandern
Leyerbach /W-Ronsdorf
Foto: Ing.-Büro Beck
06.07.2010
14
www.WUPPERVERBAND.de
Zustand der Wasserkörper
FuE-Vorhaben „Vergleich detaillierter Nachweisverfahren nach BWK-Merkblatt 3 für das Morsbacheinzugsgebiet“
Kanalnetzanzeige nach § 58 (1) LWG / Kanalnetzanzeige nach § 58 (1) LWG / Schmutzfrachtberechnung März 2009Schmutzfrachtberechnung März 2009• auf Basis der Ergebnisse des FuE-Vorhabens• abgestimmt mit UWB und BR Düsseldorf
G L I E D E R U N G
www.WUPPERVERBAND.de
Ziel:In wichtigsten Gewässern hydraulische Belastungen so weit reduzieren, dass nicht mehr kritisch für Biozönose
Maßnahmen:• Optimierung QDr HRB+RRB• Renaturierungen• Bau von RRB-Volumina• Erhöhung Retention in Aue
Kanalnetzanzeige 3/2009: Hydrologische Aspekte / hydromorphologisches Gewässerentwicklungspotenzial
Gel
pe
Klausener Bach
Morsbach
Morsb
ach
Ibach
Müggen-bach
Leyerbach
SieperBach
? ?
Ausnahmen:Wo Kosten für Maßnahmen zur Erreichung eines guten Zustands unverhältnismäßig, Bach wie HMWB behandeln
06.07.2010
15
www.WUPPERVERBAND.de
Ziele:Einhaltung des Runderlass zur Regenwasser-Behandlung im MischsystemReduzierung eingeleiteter CSB-/AFS-Frachten, wo Bionönose beeinträchtigt
Maßnahmen:Optimierung QDr an RÜB, insbes. Erhöhung QDr an RÜB Ronsdorf
Reduzierung der Gesamtfracht aus Mischsystemen von ca. 187 t/a auf 173 t/a trotz zusätzlich angeschlossener FlächenReduzierung der aus dem RÜB Ronsdorf emittierten Fracht um 32% von 57 t/a auf 39 t/a
Untersuchung zur Herkunft abfiltrierbarer Stoffe
Wo finanzierbar, Reduzierung von Fremdwasser zwecks Reduzierung von Abschlägen und Erhöhung der bzw. des Trockenwetterabflusses von Bächen
Netzplanänderungsanzeige 2010 geplant:Änderungen bzgl. 2 RRB; Erhöhung QDr an RÜB Clarenbach+Breitenbruch
Kanalnetzanzeige 3/2009: Eingeleitete Schmutzfracht
www.WUPPERVERBAND.de
Vielen Dank für Ihre AufmerksamkeitVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Es darf diskutiert werdenEs darf diskutiert werden !!