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Investigatives Monitoring-/ Forschungsprojekt
(IMF)Untere Wupper
Dr. W. Scharf, Wupperverband
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IMF Untere Wupper
� Ziel des IMF Untere Wupper
• Planungsgrundlagen für eine effizienteeffiziente Maßnahmenplanung
- Bewertung von Stressoren (Schlüsselstressoren) und Wechselwirkungen
- Mechanistisches Denkmodell des Ökosystems Untere Wupper
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IMF Untere Wupper
� Ziel des IMF Untere Wupper
• Planungsgrundlagen für eine effizienteeffiziente Maßnahmenplanung
- Bewertung von Stressoren (Schlüsselstressoren) und Wechselwirkungen
- Mechanistisches Denkmodell des Ökosystems Untere Wupper
� Noch mehr Monitoring?
• WRRL: Zustandsbewertung anhand der Struktur
• IMF: Prozessorientierte Bewertung im Hinblick auf Maßnahmenplanung
• IMF: Inhalt & Umfang des Untersuchungsprogramms
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AbwasserpfadReaktion des biologischen Indikatorsystems
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AbwasserpfadReaktion des biologischen Indikatorsystems
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WRRL Monitoring Integrale Zustandsbewertung anhand der biologischen S truktur
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WRRL Monitoring Integrale Zustandsbewertung anhand der biologischen S truktur
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WRRL Monitoring Integrale Zustandsbewertung anhand der biologischen S truktur
Zustandsdefizite!Ursachen,
Wechselwirkungen
Maßnahmen????
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WRRL Monitoring Integrale Zustandsbewertung anhand der biologischen S truktur
Zustandsdefizite!Ursachen,
Wechselwirkungen
Maßnahmen????
Saprobie
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WRRL Monitoring Integrale Zustandsbewertung anhand der biologischen S truktur
Zustandsdefizite!Ursachen,
Wechselwirkungen
Maßnahmen????
Saprobie Trophie
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WRRL Monitoring Integrale Zustandsbewertung anhand der biologischen S truktur
Zustandsdefizite!Ursachen,
Wechselwirkungen
Maßnahmen????
Saprobie Trophie
Ökosystemstoffwechsel
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WRRL Zustandsbewertung „SAPROBIE“ anhand des Artenspektrums (Struktur)
StrukturZustands-Indikator
Stressor
Funktionsstörung
Ökosystemstoffwechsel
Operationalisierung
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WRRL Zustandsbewertung „SAPROBIE“ anhand des Artenspektrums (Struktur)
StrukturZustands-Indikator
Stressor
Funktionsstörung
Ökosystemstoffwechsel
Operationalisierung
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WRRL Zustandsbewertung „SAPROBIE“ anhand des Artenspektrums (Struktur)
StrukturZustands-Indikator
Stressor
Funktionsstörung
Ökosystemstoffwechsel
Operationalisierung
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WRRL Zustandsbewertung „SAPROBIE“ anhand des Artenspektrums (Struktur)
StrukturZustands-Indikator
Stressor
Funktionsstörung
Ökosystemstoffwechsel
Operationalisierung
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Vollendung der Sanierung des Abwasserpfads
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Vollendung der Sanierung des Abwasserpfads
Einhaltung der Orientierungswerte ACP (NH4N<0,3 mg/L) „guter ökologischer Zustand“
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Vollendung der Sanierung des Abwasserpfads
Einhaltung der Orientierungswerte ACP (NH4N<0,3 mg/L) „guter ökologischer Zustand“
Keine Reaktion des biologischen Signals SI = 2,15
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Vollendung der Sanierung des Abwasserpfads
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
19921994
19961998
20002002
2004
24
68
1012
NO
2N [
mg
L-1
]
Jahr
Monat
Nitrit
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
Sauerstoff-Tagesminima
Jahr
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006
Mon
at
2
4
6
8
10
12
3 4 5 6 7 8 9 10
Einhaltung der Orientierungswerte ACP (NH4N<0,3 mg/L) „guter ökologischer Zustand“
Keine Reaktion des biologischen Signals SI = 2,15
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Erweiterter Ansatz IMF: Biologische Integrität anhand von Struktur (Artenspektrum) & Funktion
Stressor StrukturArtenspektrum
FunktionÖkosystemstoffwechsel
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Erweiterter Ansatz IMF: Biologische Integrität anhand von Struktur (Artenspektrum) & Funktion
Stressor StrukturArtenspektrum
ModellFunktion
Ökosystemstoffwechsel
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Erweiterter Ansatz IMF: Biologische Integrität anhand von Struktur (Artenspektrum) & Funktion
Stressor StrukturArtenspektrum
Modell
direkte Stressorzuweisung & Szenarien: Maßnahmeneffizien z
FunktionÖkosystemstoffwechsel
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Erweiterter Ansatz IMF: Biologische Integrität anhand von Struktur (Artenspektrum) & Funktion
Phosphor, gel. [µg L -1]
0 20 40 60 80 100 120
Alg
enbi
omas
se [m
g C
HL
m-2
]
0
100
200
300
400
Stressor StrukturArtenspektrum
Modell
direkte Stressorzuweisung & Szenarien: Maßnahmeneffizien z
FunktionÖkosystemstoffwechsel
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Erweiterter Ansatz IMF: Biologische Integrität anhand von Struktur (Artenspektrum) & Funktion
Phosphor, gel. [µg L -1]
0 20 40 60 80 100 120
Alg
enbi
omas
se [m
g C
HL
m-2
]
0
100
200
300
400
Stressor StrukturArtenspektrum
Modell
direkte Stressorzuweisung & Szenarien: Maßnahmeneffizien z
FunktionÖkosystemstoffwechsel
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Erweiterter Ansatz IMF: Physikalische IntegritätGewässerstruktur
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Erweiterter Ansatz IMF: Physikalische IntegritätGewässerstruktur
Integrität: Struktur und Funktionsfähigkeit (strukturbildendeProzesse) stehen im Gleichgewicht
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Erweiterter Ansatz IMF: Physikalische IntegritätGewässerstruktur
Gewässerstruktur
Breite, Tiefe, Thalweg, Substratgröße d i
Sediment-, Geschiebeangebot
Qb
EnergiepotenzialTransportkapazität
Q * S
Vegetation,Uferrandstreifen
Lane (1955) : Q * S Q b * d i
Integrität: Struktur und Funktionsfähigkeit (strukturbildendeProzesse) stehen im Gleichgewicht
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Erweiterter Ansatz IMF: Physikalische IntegritätGewässerstruktur
Gewässerstruktur
Breite, Tiefe, Thalweg, Substratgröße d i
Sediment-, Geschiebeangebot
Qb
EnergiepotenzialTransportkapazität
Q * S
Vegetation,Uferrandstreifen
Lane (1955) : Q * S Q b * d i
Integrität: Struktur und Funktionsfähigkeit (strukturbildendeProzesse) stehen im Gleichgewicht
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RBS – Relative Bett Stabilität
Hydrologie Hydraulik
Substratgröße di
RBS
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AFS & GewässersohleAFS, der „vergessene“ Stressor
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AFS & GewässersohleAFS, der „vergessene“ Stressor
1. AFS - MZB ? („Filtrierer“ & „Sammler“)
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AFS & GewässersohleAFS, der „vergessene“ Stressor
1. AFS - MZB ? („Filtrierer“ & „Sammler“)
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AFS & GewässersohleAFS, der „vergessene“ Stressor
1. AFS - MZB ? („Filtrierer“ & „Sammler“)
1. AFS - Kolmation Kieslückensystem – Kies laichende Fische (BF)
2. AFS - Schadstoffakkumulation
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Wirkung AFS & Gewässersohle
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INHALT
6.1. Arbeitspaket 1: Biologische Integrität: Strukt ur (Qualitätskomponenten) und Funktionsfähigkeit
6.1.1. AP 1.1. : Ökosystemstoffwechsel (Trophie, Saprobie)6.1.2. AP 1.2. : Fische6.1.3. AP 1.3. : Makrozoobenthos (MZB)6.1.4. AP 1.4. : Biofilme
6.2. Arbeitspaket 2: Physikalische Integrität: St ruktur und Funktion6.2.1. AP 2.1. : Hydrologie und Hydraulik6.2.2. AP 2.2. : Gewässersohle, Interstitial6.2.3. AP 2.3. : Suspendierte Schwebstoffe (AFS), Feststoffdynamik6.2.4. AP 2.4. : Temperaturregime
6.3. Arbeitspaket 3: Chemische Integrität: Strukt ur und Funktion6.3.1. AP 3.1. : Allgemeine chemische Komponenten (Nährstoffe)6.3.2. AP 3.2. : Schadstoffe (Metalle, PAK, PCB)6.3.3. AP 3.3. : Ökotoxikologisches Effektmonitoring
6.4. Arbeitspaket 4: Koordination, Auswertungen, Modellansätze, Berichtswesen
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IMF Erweiterung des WRRL-Ansatzes: Integrität
�� WRRLWRRLzustandsorientierte Bewertung (Struktur)
o Vergleich von IST-Struktur mit Referenz
- Substrattyp - Artenspektrum
�� IMFIMFprozessorientierte Bewertung (Funktion)
o Zustand als Ausdruck der zugrunde liegenden Kräfte und Prozesse
- Substrattyp / Sohlenstruktur bildet das dynamische Gleichgewicht der Prozesse (Energiepotenzial, Geschiebeangebot) ab
- Artenspektrum bildet den Energiefluss ab
Direkte StressorzuweisungIndirekte Stressorzuweisung
