Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie
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Das Fredersdorfer Mühlenfließ: Das Fredersdorfer Mühlenfließ:
Betrachtung eines Gewässers vor dem Betrachtung eines Gewässers vor dem
Hintergrund der Klimaveränderung Hintergrund der Klimaveränderung
Dipl. Geogr. Silke MeyDipl. Geogr. Silke Mey
Büro für Angewandte HydrologieBüro für Angewandte Hydrologie
20.04.23 2
Fredersdorfer MühlenfließFredersdorfer Mühlenfließ
5 Abflussmessstelen am Fredersdorfer Mühlenfließ zwischen Bötzsee und Müggelsee
Fließlänge 34 km, Gefälle 0.1%
20.04.23 3
Geologie/Hydrogeologie
EinzugsgebietsgliederungEinzugsgebietsgliederung
Barnim:• Auf Geschiebemergelkomplexen ca. 2m mächtige
Sandablagerungen, in denen sich saisonal und räumlich begrenzt Schichtwasser staut
• Interaktion zwischen Fließ- und Schichtwasser• Höhe des Schichtwassers unbekannt, Grundwasserstände werden nur im Hauptgrundwasserleiter gemessen• Grundwasserstände in 100 Jahren um 2m gesunken
Urstromtal:• Unbedecktes Grundwasser in 30-40 m mächtigen Sanden• 5-10 m Flurabstand• Kein Kontakt zwischen Fließ- und Grundwasser• Grundwasserstände eher ansteigend durch geringeren Wasserverbrauch
5-10m
2m
gespanntes Grundwasser
Schichtwasser
20.04.23 4
Abflussganglinien der 5 PegelAbflussganglinien der 5 Pegel
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
3500000
11
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9
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970
11
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1
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11
.197
3
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974
11
.197
5
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978
11
.197
9
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980
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.198
1
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982
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.198
3
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5
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11
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7
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.198
9
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990
11
.199
1
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992
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.199
3
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.199
5
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996
11
.199
7
11.1
998
11
.199
9
Abf
luss
[m
³/m
onat
]
Eggersdorf Bruchmühle Fredersdorf Schöneiche Rahnsdorf
• Trend in Abflussganglinien, 3 Phasen
20.04.23 5
Mittlere Abflüsse vor und nach 1989Mittlere Abflüsse vor und nach 1989
20.04.23 7
Problemstellung => WassermangelProblemstellung => Wassermangel
FMF ist seit 1990 im Sommer vermehrt trocken gefallen => Woran liegt das?
20.04.23 8
1. Grundwasser Förderung durch Wasserwerk (Friedrichshagen)
2. Klimatische Veränderung in den letzten 30 Jahren
3. Veränderter Kontakt zum Grundwasser durch
Grundwasserstandsabsenkung
4. Direkte Eingriffe: Entnahme durch private Pumpen (z.B. zur
Gartenbewässerung); Veränderte Abzweigmenge Zehnbuschgraben
Mögliche Ursachen für die TrockenheitMögliche Ursachen für die Trockenheit
Thesen
20.04.23 9
These 1: GrundwasserförderungThese 1: Grundwasserförderung
Jahresmittel der Fördermenge und Abflußmenge
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
1800000
2000000
Jan
76Ju
l 76
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80Ju
l 80
Jan
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l 81
Jan
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Jan
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l 85
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89Ju
l 89
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l 90
Jan
91Ju
l 91
Jan
92Ju
l 92
Jan
93Ju
l 93
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94Ju
l 94
Jan
95Ju
l 95
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96Ju
l 96
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Jan
98Ju
l 98
Jan
99Ju
l 99
För
derm
enge
[m
/mon
at]
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
Abf
luß
[m
³/s]
Jahresmittelwert der Fördermenge Jahresmittelwert des Abflusses Rahnsdorf
Zusammenhang zwischen Fördermenge und Abflußdifferenz 1976-1986
R2 = 0,2028
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000
Fördermenge [m³/monat]
Abfluß
diffe
renz [
m³/
s]
Zusammenhang zwischen Fördermenge und Abflussreduzierung
20.04.23 10
These 2: Klimatische VeränderungThese 2: Klimatische Veränderung
Klimareihen, LIetzeng
0
10
20
30
40
50
60
01.0
1.19
69
01.0
1.19
72
31.1
2.19
74
30.1
2.19
77
29.1
2.19
80
29.1
2.19
83
28.1
2.19
86
27.1
2.19
89
26.1
2.19
92
26.1
2.19
95
25.1
2.19
98
24.1
2.20
01
Nie
der
sch
lag
[m
m/d
]
0
1
2
3
Mit
tler
e N
ied
ersc
hla
g [
mm
/d]
Niederschlag10 jähriges Mittel
-20
-10
0
10
20
30
40
01.0
1.19
69
01.0
1.19
72
31.1
2.19
74
30.1
2.19
77
29.1
2.19
80
29.1
2.19
83
28.1
2.19
86
27.1
2.19
89
26.1
2.19
92
26.1
2.19
95
25.1
2.19
98
24.1
2.20
01
Tem
per
atu
r [°
C]
6
7
8
9
10
11
12
Mit
tler
e Te
mp
erat
ur
[°C
]Temperatur10 jähriges Mittel
02468
101214161820
01.0
1.19
69
01.0
1.19
72
31.1
2.19
74
30.1
2.19
77
29.1
2.19
80
29.1
2.19
83
28.1
2.19
86
27.1
2.19
89
26.1
2.19
92
26.1
2.19
95
25.1
2.19
98
24.1
2.20
01
So
nn
ensc
hei
nd
auer
[h
/d]
4
5
6M
ittl
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So
nn
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chei
nd
auer
Sonnenscheindauer
10 jähriges Mittel
70
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80
85
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100
105
01.0
1.19
69
01.0
1.19
72
31.1
2.19
74
30.1
2.19
77
29.1
2.19
80
29.1
2.19
83
28.1
2.19
86
27.1
2.19
89
26.1
2.19
92
26.1
2.19
95
25.1
2.19
98
24.1
2.20
01
Rel
ativ
e F
euch
te
73
74
75
76
77
78
79
80
81Relative Feuchte
10 jähriges Mittel
Auswertung meteorologischer Zeitreihen der Klimastation Berlin Buch
20.04.23 11
These 3: GrundwasserabsenkungThese 3: Grundwasserabsenkung
Messstelle Mittlere
Flurabst.
Filtertiefe
unter GOK
UP Bruch. 2 46-48
OP Bruch. 3 17-19
Eggersd. 4,4 46-48
OP Fredd. 2,4 12-14
UP Fredd. 3,2 42-44 49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Gru
ndw
asse
rsta
nd [m
]
UP Bruchmühle
OP Bruchmühle
Eggersdorf
OP Fredersodrf
UP Fredersdorf
Grundwasserganglinien an 5 Grundwassermessstellen
20.04.23 12
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
11.1
978
11
.197
9
11
.198
0
11
.198
1
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.198
2
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.198
3
11
.198
4
11
.198
5
11
.198
6
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7
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.198
8
11
.198
9
11
.199
0
11
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1
11
.199
2
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.199
3
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.199
4
11
.199
5
11
.199
6
11
.199
7
11
.199
8 Ab
flu
ss,
Pu
mp
en [
m³/
Mo
nat
]
Pumpen Q Schöneiche (gemessen)
11.1
999
Abschätzung der Pumpmenge in heißen Sommermonaten bei 30 Pumpen (Pumpleistung 1 l/s)
These 4: Einfluss der PumpenThese 4: Einfluss der Pumpen
20.04.23 13
R
D 2 D 3 D 4 D 5
Q 2 Q 3 Q 4 Q 5
S 3S 1
Q 1
D 1
G rund w asse rschw a nkung
G
S 2
Bilanzmodell zur Modellierung der Bilanzmodell zur Modellierung der AbflussverhältnisseAbflussverhältnisse
Wirkung des Klimas über tägliche Sickerwassermenge
20.04.23 15
Abflussverlust Fredersdorf SchöneicheAbflussverlust Fredersdorf SchöneicheFredersdorf
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
Abf
luss
[m³/
m]
a.)
Schöneiche
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
3500000
4000000
b.)
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
0
1.19
78
01.
1979
01.
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01.
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01.
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01.
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01.
1985
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01.
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1988
01.
1989
01.
1990
01.
1991
01.
1992
01.
1993
01.
1994
01.
1995
01.
1996
01.
1997
01.
1998
01.
1999
01.
2000
gemessener Abfluss modellierter Abflussc.)
Abf
luss
[m³/
m]
Abf
luss
[m³/
m]
Anpassung der Abflussganglinie mit 50% Einzugsgebiet
Abflussverlust auf Fließstrecke Fredersdorf –Schöneiche: 40% des Abflusses in Fredersdorf
Bekannte Senke: Zehnbuschgraben kann nicht so viel Abflussverlust verursachen
Erhöhte Versickerungsverluste am Übergang zum Urstromtal
Schöneiche
20.04.23 16
• Senken konnten mit dem Bilanzmodells abgeschätzt werden
• Ursache für den Abflussverlust (bis 40%) zwischen Schöneiche und Fredersdorf konnten
aber geklärt werden
• => Weitere Untersuchungen sind also notwendig
Offene Fragen:
• Gibt es noch andere unbekannte Senken zwischen Fredersdorf und Schöneiche?
• Wie sind Auswirkungen des Wasserwerks Straußberg einzuschätzen?
• Wehrregelung am Abzweig Zehnbuschgraben?
=> Diplomarbeit:
• zeitlich/räumlich differenzierte Abbildung der Abflussbildung im Einzugsgebiet des
Fredersdorfer Mühlenfließes
• Berücksichtigung bekannter Senken: Wasserwerk, Entnahmen, Wehrhöhen
ZusammenfassungZusammenfassung
Vielen DankVielen Dank
20.04.23 18
20.04.23 19
20.04.23 20
R
D 2 D 3 D 4 D 5
Q 2 Q 3 Q 4 Q 5
S 3S 1
Q 1
D 1
G rund w asse rschw a nkung
G
S 2
Bilanzmodell zur Modellierung der Bilanzmodell zur Modellierung der AbflussverhältnisseAbflussverhältnisse
EggersdorfBruchmühle
FredersdorfSchöneiche
Rahnsdorf
20.04.23 21
y = 995,7x - 2,59
y = 1391x - 0,48
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Differenz zw. Fließsohle und Grundwasseroberfläche [m]
Ver
sick
erun
g [m
³/M
onat
]
Barnimhochfläche Urstromtal
Funktion der Abflussversickerung in Funktion der Abflussversickerung in Abhängigkeit vom FlurabstandAbhängigkeit vom Flurabstand
20.04.23 22
20.04.23 23
20.04.23 25
Erste ErkenntnisseErste Erkenntnisse
• Wasserwerke können in ihren direkten Einzugsgebieten
erheblichen Einfluss haben
20.04.23 27
Simulation der Sohlversickerung in Simulation der Sohlversickerung in Abhängigkeit vom FlurabstandAbhängigkeit vom Flurabstand
Urstromtal
Barnim-Hochfläche
•
20.04.23 34
AusblickAusblick
• Derzeit Diplomarbeit: – Beschäftigt sich mit zeitlich und räumlich Differenzierten
Abbildung des Einzugsgebiets des Fredersdorfer Mühlenfließes– 20 Jährige Klimareihe (=> Rustler?)– Einbeziehung der zeitlichen Pumpleistung
20.04.23 37
Hydrogeologische SituationHydrogeologische Situation
Hydrogeologischer Schnitt von Nord nach Süd des Untersuchungsgebiets (Quelle: Senatsverwaltung Berlin)