Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel der Zeit am Beispiel der Erft

Ulrich Kern, Erftverband, BergheimE-mail: ulrich.kern@erftverband.de

Geoökologisches Kolloquium „Geoökologen in der Praxis“ 31. Oktober 2002, TU Braunschweig

Gliederung

Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel –Rückblende am Beispiel der Erft

Flussgebietsbewirtschaftung als Zukunftsaufgabe

Fazit

Einzugsgebiet Erft

Fläche: 1797 km²Gewässerlauf: 103 km Mittlerer Abfluss: 10 m³/s

NRW

Niederschlag

Mittlerer Jahresniederschlag:673 mm

Bodentypen

Landnutzung

Verstromung der Braunkohle

Braunkohlentagebau

Bevölkerungsdichte 642 EW/km²

Landwirtschaft- Zuckerrüben- Getreide- Gemüse

Rückblende am Beispiel der Erft – Phase I

Probleme: Permanente HochwassergefahrGroßflächige VernässungFiebererkrankungen

1850 1950 20001930 1980Zeit

Erftaue, 1807

Öffentliches Interesse: EnergieerzeugungBewirtschaftungsziel: WasserkraftnutzungMaßnahme: Mühlenstaue

Rückblende am Beispiel der Erft – Phase II

Öffentliches Interesse: Volksgesundheit KulturlandgewinnungIndustrieansiedlung in der Aue

Probleme: Unterhaltungsaufwand für die KanäleHochwassergefahr im Winter

Wiesenbewässerung bei Gymnich um 1900

Maßnahmen: Erftregulierung mit FlutkanalMeliorationsmaßnahmen

Bewirtschaftungsziele: Hochwasserschutz Bodenverbesserung/GW-Spiegelabsenkung Industrielle Brauchwasserversorgung

1850 1950 20001930 1980Zeit

Rückblende am Beispiel der Erft – Phase III

Probleme: Gewässerstrukturelle DefiziteVerlust an Hochwasserretentionsraum

Öffentliches Interesse: Verstromung der BraunkohleNutzungsintensivierung in der Aue

Bewirtschaftungsziele: Vorflut für Sümpfungs- und HochwasserSaprobielle Güteklasse II

Erft vor und nach Ausbau bei Vernich, 1970

Maßnahmen: Gewässerausbau, -verlegungenKläranlagenausbau

1850 1950 20001930 1980Zeit

Probleme: Gewässergüteprobleme (T, Fe, O2) Keine gewässerökologische ZielerreichungRückbauerfordernis (rückläufige Sümpfung)

Abfluss

Zeit

Rückblende am Beispiel der Erft – Phase IV

Öffentliches Interesse: Nutzungsvielfalt (Freizeit, Erholung)

Wiederherstellung einer alten Erftschlinge bei Kerpen-Mödrath, 1994

Maßnahmen: Gewässerrenaturierung

Bewirtschaftungsziele: Revitalisierung der Gewässer

1850 1950 20001930 1980Zeit

Eisenabsetzanlage für gehobenes Grundwasser aus dem Tagebau Hambach, Inbetriebnahme 1995

Rückblende am Beispiel der Erft – Phase IV

1850 1950 20001930 1980Zeit

Tauchschachtbelüftung zur Sauerstoffanreicherung des Grundwassers im wasserbaulichen Modellversuch, RWTH Aachen, 2001

Rückblende am Beispiel der Erft – Phase IV

Tauchschachtbelüftung zur Sauerstoffanreicherung, Testanlage im Tagebau Hambach, 2001

Rückblende am Beispiel der Erft – Phase IV

Rückblende – Fazit:

Gesellschaft

Öffentliches Interesse

Wasserbau undWasserwirtschaft

Maßnahmen

Bewirtschaftungsziel(= gesellschaftlicher

Auftrag)

Driving forces of environmental change

Pressureson theenvironment

State of the environment

ProblemeImpactson economy, ecosystems,..

Responseof the society

DPSIR-Prozess

Dynamischer Prozess

Gliederung

Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel –Rückblende am Beispiel der Erft

Flussgebietsbewirtschaftung als Zukunftsaufgabe

Fazit

Nachhaltige Wasserwirtschaft – 3 Dimensionen

Gesundheit vonTieren und Pflanzen

Gewässernutzung

Sicherheit

Erholungsräume

Kulturerhaltung

Gesundheit desMenschen

Lebensräume

Wasserversorgung

Wasserqualität

Wasserkreislauf

Schadenminderung

Artenvielfalt

Gesellschaft

Umwelt

Wirtschaft

Interessenausgleich

NachhaltigeWasserwirtschaft

NutzungsorientierteWasserwirtschaft

ÖkologischeWasserwirtschaft

Nachhaltige Wasserwirtschaft - Grundsätze

RegionalitätsprinzipWasserscheiden

beachten

Reversibilitätsprinzip

Umkehrbarkeit von Maßnahmen

IntergenerationsprinzipAuswirkungen auf

kommende Generationen

Verursacherprinzip

Ressourcennutzer undVerschmutzer zahlen

VorsorgeprinzipBeachtung von

Schadensrisiken

QuellenreduktionsprinzipEmissionsminderung

RessourcenminimierungssprinzipMinimierung der

Massen- und Energieströme

KooperationsprinzipBeteiligung und Dialog

IntegrationsprinzipGanzheitliche

Betrachtungsweise

NachhaltigeWasserwirtschaft

Gesellschaft

Umwelt

Wirtschaft

nach Kahlenborn & Kraemer (1999), geändert

ÖkoeffizienzprinzipKostenwirksamkeit

von Maßnahmen beachten

Nachhaltige Wasserwirtschaft - Transformation

NachhaltigeWasserwirtschaft

Praktisches Handeln

AbwägungsprozessLern- und Bewertungs- und Prüfsysteme

(Nachhaltigkeitsindikatoren)Diskurs mit Anliegern

Wirtschaft Gesellschaft

Umwelt

Bestandsaufnahme, Monitoring, Planung

4%

Maßnahmen für gutes ökologisches Potenzial

15%

Maßnahmen zur Herstellung des guten

Zustands der Gew ässer

81%

40 Mrd. EUR

Daten aus ATV-DVWK (2002)

Kostenschätzung für Deutschland(bis 2015)

Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL)

Öffentlichkeitsbeteiligung

Bewirtschaftungsplänefür die Flussgebietseinheiten

Bestands-aufnahme

Gewässer-überwachung

Defizit-analyse

gewässertypen-bezogen

Maßnahmenprogramme

Erreichen der

UmweltzieleUmwelt-

ziele

Fristenplan

Bewirtschaftungsplanung - Methodik

Ist-Zustand

Ökologischer Zustandanhand biologischer Indikatoren

Belastungenanhand hydrologischer,

morphologischer und physikalisch-chemischer Indikatoren

Leitbild

minus

Restriktionen

gleich

Entwicklungsziel(Soll-Zustand)

Sanierungsbedarf

Bewirtschaftungsplan

mit

Maßnahmenkatalog inklusive Kosten

plus

Prognosen derUmweltwirkung

gleich

Ökoeffizienz

Maßnahmenwahl ?

Wirkungsprognose ?

Einflüsse des Menschen auf Fließgewässer

Gewässerausbau/-unterhaltung

Wasserkraft WasserentnahmeBrauchwassereinleitung

Lebens-gemeinschaften

Land/Wasservernetzung

Wasser-beschaffenheit

Gewässer-struktur

Abfluss-verhalten

BORCHARDT (1998), geändert

SiedlungsentwässerungLandwirtschaft

Andere diffuse Quellen

Freizeitnutzung Fischerei

Handlungsfelder zur Gewässersanierung

Lebens-gemeinschaften

Wasser-beschaffenheit

Gewässer-struktur

Land/Wasservernetzung

Abfluss-verhalten

Besiedelungsdynamik

- Sicherung vonRefugialräumen

- Aufbau standortgerechterArtenbestände

Handlungsfelder zur Gewässersanierung

Lebens-gemeinschaften

Wasser-beschaffenheit

Gewässer-struktur

Land/Wasservernetzung

Abfluss-verhalten

Gewässerbettdynamik- Uferentfesselung- Laufverlängerung - Ökolog. Durchgängigkeit

Handlungsfelder zur Gewässersanierung

Lebens-gemeinschaften

Wasser-beschaffenheit

Gewässer-struktur

Land/Wasservernetzung

Abfluss-verhalten

Abflussdynamik- Abflussretention- Einleitung/Entnahme- Sicherung von

Mindestabflüssen

Handlungsfelder zur Gewässersanierung

Lebens-gemeinschaften

Wasser-beschaffenheit

Gewässer-struktur

Land/Wasservernetzung

Abfluss-verhalten

Auendynamik- Deichrückverlegung- Anhebung der Flusssohle- Angepasste Nutzungen

in der Aue

Handlungsfelder zur Gewässersanierung

Lebens-gemeinschaften

Wasser-beschaffenheit

Gewässer-struktur

Land/Wasservernetzung

Abfluss-verhalten

Stoffdynamik- Reduktion der stofflichen

Einträge

- Stärkung desSelbstreinigungsvermögens

Handlungsfelder zur Gewässersanierung

Lebens-gemeinschaften

Wasser-beschaffenheit

Gewässer-struktur

Land/Wasservernetzung

Abfluss-verhalten

VielfältigeHandlungsoptionen !

Stoffdynamik

Auendynamik

Abflussdynamik

Gewässerbettdynamik

Besiedelungsdynamik

Bsp: Wanderfischprogramm

Ziel: Wiedereinbürgerung des Lachses

Ursache: Kritische Sauerstoffverhältnisse im PorenlückensystemErgebnis: Reproduktion des Fischbestandes gestört

Lebens-gemeinschaften

Wasser-beschaffenheit

Gewässer-struktur

Land/Wasservernetzung

Abfluss-verhalten

Gewässerbettdynamik

Maßnahmen:

Bsp: Wanderfischprogramm

Ziel: Wiedereinbürgerung des LachsesMaßnahmen:

Lebens-gemeinschaften

Gewässer-struktur

Land/Wasservernetzung

Abfluss-verhalten

Ursache: Kritische Sauerstoffverhältnisse im Porenlückensystem

Gewässerbettdynamik

Ergebnis: Reproduktion des Fischbestandes gestört

Abhilfe: Maßnahmen zur Stoffdynamik

Wasser-beschaffenheit

Wirkungsprognose !

Disziplinübergreifende Handlungskonzepte sind erforderlich !

Stoffdynamik

Bsp.: Hydraulische Stoßbelastungen Ziel: Verminderung hydraulischer Stoßbelastungen aus

Niederschlagswassereinleitungen (Merkblatt BWK M3)

Disziplinübergreifende Handlungskonzepte machen sich bezahlt !

Lebens-gemeinschaften

Wasser-beschaffenheit

Gewässer-struktur

Land/Wasservernetzung

Abfluss-verhalten

Abflussdynamik

Gewässerbettdynamik

Maßnahmen:

Ergebnis: Maßnahmenkombination spart 25% der Kosten(25 Mio. EUR im Erfteinzugsgebiet)

Gewässerbettdynamik

Abflussdynamik

Abflussdynamik

Methode: Kostenvergleichsrechnung

+

Variante 1:

Variante 2:

Flussgebietsmanagement

Daten

Give some data

Need support

Entscheidung

Ingenieur

Entscheidungsträger

Decision Support System

s (D

SS)

BewertungManagement

Flussgebietsmanagement

DatenMonitoring

InformationenModellierung

Entscheidung

InformationsvermittlungMessaging

: M4-Prozess

KERN (2002)

Need support Give support

M4-Prozess und DSS-Architektur

Data BaseMonitoring

Management

Modellierung

Messaging

Decision Support System

s (D

SS)

Model Base

Tool Base

User Interface

XML

Digitales Informations-management

FGB als Zukunftsaufgabe - Fazit

Gesellschaft

Nachhaltige Entwicklung

Wasserbau undWasserwirtschaft

Naturverträgliche Maßnahmen

Guter ökologischerGewässerzustand

Driving forces of environmental change

Pressureson theenvironment

State of the environment

Impactson economy, ecosystems,..

Responseof the society

Wirkungs-prognosen

Management-instrumente

(DSS)

Konkretisierung und Transformation von

Nachhaltigkeit

Integrierteökoeffiziente

Bewirtschaftungs-konzepte

Gliederung

Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel –Rückblende am Beispiel der Erft

Flussgebietsbewirtschaftung als Zukunftsaufgabe

Fazit

Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel

früher heuteZuständigkeit Gewässerlauf EinzugsgebietNutzungsdichte gering hochBewirtschaftungsziel Nutzungen NachhaltigkeitBearbeitung sektoral interdisziplinärInstrumentarium eingeschränkt vielfältig

Gewässer-bewirtschaftung

Flussgebiets-management

Fazit

bedarf individueller moderner Instrumente(DSS für M4-Prozess)

Flussgebietsmanagement

ist eine dynamische gesellschaftliche Aufgabe (DPISR-Prozess)

dient der ökoeffizienten Ressourcenallokation

soll sich am Leitbild der Nachhaltigkeit ausrichten

kann nur in interdisziplinärer Zusammenarbeit gelingen

Vielen Dank für Ihre AufmerksamkeitVielen Dank für Ihre AufmerksamkeitVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit