Ergebnis bisheriger Untersuchungen zu Zustand und ... · 15 12 14 19 18 19A 21 22 03 02 10 04 01 WK...

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Karl Böcker / Wupperverband:.

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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


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

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Zustand der WasserkörperZustand der Wasserkörper


Schmutzfrachtberechnung / Kanalnetzanzeige nach § 58 (1) LWG / März 2009

G L I E D E R U N G


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


Zink (aus ELWAS-IMS)

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Mäßiger Zustand (außer Gelpe): Fischfauna nach FIBSnach Monitoringergebnissen des LANUV NRW


Morsbach


Gelpe


Gewässerkategorien gemäß WRRLund Wanderfischkulisse mit Zielart Lachs

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Morsbach

Gelpe

Leyerbach

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Ausschlaggebend für ökolog. Zustand: Allgemeine Degradation des Makrozoobenthos nach PERLODES


Gelpe

Morsbach


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

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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


Federführung

Gefördert durch LandNRW

Kooperationspartner

Beteiligte Büros

Vergleich detaillierter Nachweisverfahren nach BWK-Merkblatt 3 (hydrologisch-hydraulisch-biologisch) für das Morsbacheinzugsgebiet

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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


Siedlungswasserwirtschaft

Auch Einleitungen aus Straßenentwäs-serung und von Ge-werbegrundstückenwerden betrachtet.

Mischsystem

Trennsystem

Einleitung

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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

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Regen [mm/d]

Q EntlastungAblauf Q_Dr_MSAblauf Q_TrennsRegen

Auswertung BetriebsdatenBsp. RÜB Breitenbruch

Fremdwasser Nachlauf

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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]


Detaillierter hydrologischer Nachweis nach BWK M3/M7 mit kalibriertem Wasserbilanzmodell

Kot

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HR

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1,4 * HQ2,pnat

HQ2,pnat

Detaillierter Nachweis mit Wasserbilanzmodell liefert hydrologisch plausible Ergebnisse

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ELL

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HQ1,pnat

HQ1,Prognose

HQ1,optim.Planung

Q[m³/s] HQ1,Ist

Beispiel: Leyerbach Oberlauf

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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


MONITORINGERGEBNISSE Makrozoobenthos / Verfahren PERLODES nach WRRL (Proben Mai 2006)

Morsbach Müggenbach

SieperBach

Ibach

LeyerbachGelpe

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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

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Korrelation Gewässerstrukturgüte Makrozoobenthos

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2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0Strukturgüte 5 km oberhalb, gewichtet

Allg

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links: Bracherechts: Gärten unterhalb Verrohrung

Ermittlung der Ursachen für ökologische Defizite, hier aus funktionalen Verteilungen des Makrozoobenthos

Längszonale biozönotische Verteilung

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EK HK ER MR HR EP MP HP LT PR

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Strömungspräferenzverteilung

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Habitatpräferenzverteilung

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Ernährungstypenverteilung

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Strömungspräferenz


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,

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links: Bracherechts: Gärten unterhalb Verrohrung

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Probestellen im Vergleich oberhalb/unterhalb RÜB

Längszonale biozönotische Verteilung

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RB RP RLP LP LB IN

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beidseitig Wald unterhalb HRB

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hier: Beispiel Leyerbach oberhalb/unterhalb RÜB-HRBLängszonale biozönotische Verteilung

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RB RP RLP LP LB IN

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Strömungspräferenz

ErnährungstypenverteilungZunahme Sedimentfresser+Filtrierer

Zunahme strömungsindifferente

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RB RP RLP LP LB IN

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HOL ZKL WIE RÄU SED FIL MIN SON

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Auch möglich:

Bewertung an Hand von Verteilungen für Referenz-gewässer (sehr guter Zust.)

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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

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Teilbelastung organische Sedimentanreicherung Teilbelastung organische Sedimentanreicherung

Teilbelastung reduzierte Fließgeschwindigkeit bei Teilbelastung reduzierte Fließgeschwindigkeit bei Trockenwetter Trockenwetter

Einleitung > 300 l/s



Makrozoobenthos-Untersuchung:

Teilbelastung hydraulische Stoßbelastung

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Biologie indiziert zwei Klas-sen geringere Belastung als Modellergebnisse


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


„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

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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


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

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Klausener Bach

Morsbach

Morsb

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Leyerbach

SieperBach

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Ausnahmen:Wo Kosten für Maßnahmen zur Erreichung eines guten Zustands unverhältnismäßig, Bach wie HMWB behandeln

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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


Vielen Dank für Ihre AufmerksamkeitVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Es darf diskutiert werdenEs darf diskutiert werden !!

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