Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

25
Das Fredersdorfer Das Fredersdorfer Mühlenfließ: Betrachtung Mühlenfließ: Betrachtung eines Gewässers vor dem eines Gewässers vor dem Hintergrund der Hintergrund der Klimaveränderung Klimaveränderung Dipl. Geogr. Silke Mey Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie Büro für Angewandte Hydrologie

description

Das Fredersdorfer Mühlenfließ: Betrachtung eines Gewässers vor dem Hintergrund der Klimaveränderung. Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie. Fredersdorfer Mühlenfließ. Fließlänge 34 km, Gefälle 0.1%. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

Page 1: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Page 2: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro 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%

Page 3: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Page 4: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 4

Abflussganglinien der 5 PegelAbflussganglinien der 5 Pegel

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

11

.196

9

11.1

970

11

.197

1

11.1

972

11

.197

3

11.1

974

11

.197

5

11.1

976

11

.197

7

11.1

978

11

.197

9

11.1

980

11

.198

1

11.1

982

11

.198

3

11.1

984

11

.198

5

11.1

986

11

.198

7

11.1

988

11

.198

9

11.1

990

11

.199

1

11.1

992

11

.199

3

11.1

994

11

.199

5

11.1

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

Page 5: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 5

Mittlere Abflüsse vor und nach 1989Mittlere Abflüsse vor und nach 1989

Page 6: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 7

Problemstellung => WassermangelProblemstellung => Wassermangel

FMF ist seit 1990 im Sommer vermehrt trocken gefallen => Woran liegt das?

Page 7: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Page 8: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Jan

77Ju

l 77

Jan

78Ju

l 78

Jan

79Ju

l 79

Jan

80Ju

l 80

Jan

81Ju

l 81

Jan

82Ju

l 82

Jan

83Ju

l 83

Jan

84Ju

l 84

Jan

85Ju

l 85

Jan

86Ju

l 86

Jan

87Ju

l 87

Jan

88Ju

l 88

Jan

89Ju

l 89

Jan

90Ju

l 90

Jan

91Ju

l 91

Jan

92Ju

l 92

Jan

93Ju

l 93

Jan

94Ju

l 94

Jan

95Ju

l 95

Jan

96Ju

l 96

Jan

97Ju

l 97

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

Page 9: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

ere

So

nn

enes

chei

nd

auer

Sonnenscheindauer

10 jähriges Mittel

70

75

80

85

90

95

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

Page 10: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Page 11: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 12

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

11.1

978

11

.197

9

11

.198

0

11

.198

1

11

.198

2

11

.198

3

11

.198

4

11

.198

5

11

.198

6

11

.198

7

11

.198

8

11

.198

9

11

.199

0

11

.199

1

11

.199

2

11

.199

3

11

.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

Page 12: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Page 13: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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.

1980

01.

1981

01.

1982

01.

1983

01.

1984

01.

1985

01.

1986

01.

1987

01.

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

Page 14: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Page 15: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

Vielen DankVielen Dank

Page 16: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 18

Page 17: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 19

Page 18: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Page 19: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Page 20: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 22

Page 21: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 23

Page 22: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 25

Erste ErkenntnisseErste Erkenntnisse

• Wasserwerke können in ihren direkten Einzugsgebieten

erheblichen Einfluss haben

Page 23: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 27

Simulation der Sohlversickerung in Simulation der Sohlversickerung in Abhängigkeit vom FlurabstandAbhängigkeit vom Flurabstand

Urstromtal

Barnim-Hochfläche

Page 24: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

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

Page 25: Dipl. Geogr. Silke Mey Büro für Angewandte Hydrologie

20.04.23 37

Hydrogeologische SituationHydrogeologische Situation

Hydrogeologischer Schnitt von Nord nach Süd des Untersuchungsgebiets (Quelle: Senatsverwaltung Berlin)