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Auswirkungen der Niederschlagswasserbewirtschaftung auf Hochwasserereignisse

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[Quelle: http://d-nb.info]

In Mitteleuropa steigt der Anteil befestigter und damit zumeist undurchlässiger Oberflächen durch Flächenerschließung und Urbanisierung stetig. Die Verdichtung und Befestigung natürlicher Oberflächen und das einhergehende Sammeln und Abführen des Niederschlagswassers vergrößert nicht nur den Oberflächenabfluss, sondern reduziert auch die Grundwasserneubildung. Das an Regenwettertagen anfallende Oberflächenwasser von befestigten Flächen wird zwar in den Kanalnetzen gesammelt, kann jedoch nicht vollständig zur Kläranlage abgeführt werden. Das überschüssige Wasser im Kanalsystem wird dann an neuralgischen Punkten dem nächstgelegenen Gewässer zugeleitet. Auf diese Weise gelangt eine große Bandbreite an Substanzen in die Gewässer und beeinflusst den natürlichen Stoffhaushalt. Häufig sind kleine und mesoskalige Gewässersysteme in Ballungsräumen mit einem hohen Versiegelungsgrad betroffen. Neben der schadlosen Ableitung des Ereignisabflusses tritt im Zuge der Umsetzung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL, 2000/60/EG) das Ziel des guten ökologischen und chemischen Zustandes des Gewässers in den Vordergrund. Mit Blick auf die Reduktion von angereichertem und vermischtem Niederschlagswasser in den Gewässern ist das Niederschlagswassermanagement das wichtigste Instrument. Die vorliegende Arbeit betrachtet beispielhaft zwei mesoskalige, urban geprägte Gewässer in der Großregion Luxemburg-Trier, die luxemburgische Mess und den deutschen Olewiger Bach. Dabei werden ebenfalls zwei unmittelbar durch Trenn- und Mischwasserkanalisation beeinflusste Teileinzugsgebiete des Olewiger Bachs untersucht. Ziel ist es, die Auswirkungen der urbanen Einleitungen an Regenwettertagen in den verschiedenen Phasen der Hochwasserwelle (Anstieg, Plateau und Rezessionsast) zu analysieren. Ein Schwerpunkt wird dabei auf den Nachweis anthropogener Spurenstoffe sowie wiederkehrende Strukturen im Wellenverlauf gelegt. Die Untersuchung der urban geprägten Bäche erfolgt mit zeitlich hochaufgelösten Einzelstichproben. Im Gegensatz zur gängigen Beprobung mittels volumen-proportionaler Mischproben kann mit diesem Ansatz der Einfluss der anthropogenen Systeme auf Hydro- und Chemographen im Hochwasserereignis analysiert werden. Auch Stoßbelastungen werden besser erfasst und abgebildet. In allen Untersuchungsgebieten werden in jeder Hochwasserwelle anthropogene Spurenstoffe nachgewiesen. Die Konzentrationen variieren sowohl während eines Hochwasserereignisses, als auch im Vergleich zwischen Ereignissen erheblich. Die nachgewiesenen Maximalkonzentrationen in Mess und Olewiger Bach übersteigen die mittleren Gehalte der einzelnen Spurenstoffe um das zwei bis 30-fache. Einige Pestizidgehalte in der Mess überschreiten zudem zeitweise die Grenzwerte der Umweltqualitätsnormen Richtlinie (UQN, 2008/105/EG). Die größten stofflichen Belastungen in Form maximaler Spurenstoffgehalte treten in der Regel bei mäßigen Niederschlagsereignissen in Kombination mit geringem Basisabfluss im Gewässer auf. Die Gesamtfracht hingegen steigt meist mit der Ereignisfülle. Die hydraulischen und stoffrelevanten Auswirkungen an der Schnittstelle von Kanal und Gewässer lassen sich in vielen urban geprägten Bächen wiederfinden. Diese Einleitungen an Regenwettertagen sind bedeutsam für die Komplexität des Abflussverhaltens sowie die Chemodynamik der betroffenen Vorfluter. Die Ergebnisse zeigen, dass es zukünftig mit Blick auf ein erfolgreiches Einzugsgebietsmanagement notwendig ist, die Niederschlagswasserbewirtschaftung in die Maßnahmenplanung einzubeziehen. Bei urbanen Gewässern muss darauf geachtet werden, dass die Maßnahmen zur Verbesserung des chemischen und ökologischen Zustandes nach der WRRL nicht im Konflikt mit der schadlosen Ableitung des Niederschlagswassers stehen. Vor allem hinsichtlich der stofflichen Dynamik, welche in der Regel mittels volumenproportionaler Mischproben untersucht wird, besteht weiterer Forschungsbedarf.

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Bücher, Broschüren

DWA-Themen T3/2021, September 2021. Folgewirkungen des Klimawandels für den Zustand der Fließgewässer - Bedeutung für Bewertung und Management vor dem Hintergrund der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie
DWA-Themen, Band T3/2021
2021, 33 S., 7 Abb., 1 Tab.,

 

 

Vor dem Hintergrund des Klimawandels gilt es zunächst zu erkennen, wie er sich auf die Systeme der Wasserwirtschaft einschließlich der natürlichen Systeme auswirkt, um gezielte Strategien und Maßnahmen umsetzen zu können. Bei Fließgewässern zeigt sich der Klimawandel vor allem durch ein verändertes Abflussverhalten und eine Erhöhung der Temperatur - jeweils auch mit veränderten Jahresganglinien. Der Themenband zeigt, welche Auswirkungen dies zur Folge hat. Er gibt eine Übersicht zu den Grundlagen der Gewässerbewertung und Empfehlungen zu Bewertung und Bewirtschaftung. Schließlich gehören zum Management auch Verhaltensänderungen bei Nutzergruppen und Zivilgesellschaft, wie zum Beispiel beim Einsatz von Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft und von Arzneimitteln der Bevölkerung, bei der Freizeitnutzung etc.. Planungs- und Managemententscheidungen der Aufgabenträger in den Bereichen Bauen, Arbeiten, Gesundheit, Mobilität und Kommunikation, Freizeit und Erholung sind zu beachten.

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DWA-Themen T2/2020, Juli 2020. Erfolgsbewertung von Maßnahmen zur Erreichung eines guten Gewässerzustands
DWA-Themen, Band T2/2020
2020, 33 S., 4 Abb., 2 Tab.,

 

 

Seit Inkrafttreten der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) hat nur ein geringer Anteil der Fließgewässerwasserkörper in Deutschland den guten ökologischen Zustand bzw. das gute ökologische Potenzial erreicht. Trotz einer Vielzahl von durchgeführten Maßnahmen machen sich die damit verbundenen Verbesserungen der Gewässerbeschaffenheit nicht in einer veränderten Bewertung bemerkbar. Zum Teil liegt dies sicherlich an den natürlichen Rahmenbedingungen, die in der Regel nicht zu einer schnellen umfassenden Besiedlung mit Zielorganismen führen. Vermutlich sind aber auch weitergehende Gewässerentwicklungsmaßnahmen notwendig, um die angestrebten Ziele zu erreichen. In jedem Fall wurden in der Vergangenheit nicht gerade geringe Investitionen getätigt, ohne dass anscheinend ein Erfolg erzielt werden konnte, der in einer Verbesserung der ökologischen Qualitätskomponenten zum Ausdruck kommt. In dem Themenband wird der Status quo der "Erfolgsbewertung von Maßnahmen zur Erreichung eines guten Gewässerzustands" hinterfragt und geprüft sowie Vorschläge zum Weiterentwicklungsbedarf bzw. zur Weiterentwicklung dieses Themas zusammengestellt. Es soll damit die Diskussion zur bewertenden Darstellung von Maßnahmenerfolgen gefördert werden und letztlich ein Beitrag zur Weiterentwicklung der Zustandsbewertung in eine Erfolgsbewertung unserer Gewässerbewirtschaftung geleistet werden.

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DWA-Themen T2/2016, August 2016. Diffuse Stoffeinträge in Gewässer aus der Landwirtschaft
DWA-Themen, Band T2/2016
Inhaltsgleich mit DVGW-Information Wasser Nr. 88.
2016, 39 S.,

 

 

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DWA-Themen T1/2016, April 2016. Diffuse Stoffeinträge in Gewässer aus Siedlungs- und Verkehrsflächen
DWA-Themen, Band T1/2016
Inhaltsgleich mit DVGW-Information Wasser Nr. 87.
2016, 24 S.,

 

 

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DWA-Themen T 2/2015, März 2015. Stickstoffumsatz im Grundwasser
DWA-Themen, Band T 2/2015
2015, 87 S.,

 

 

Es werden die aktuellen Erkenntnisse zu Nitratabbauprozessen, zum reaktiven Stoffdepot im Grundwasserleiter und zur Abschätzung der tatsächlichen Lebensdauer des Nitratabbaus in verständlicher Form erläutert. Die theorethischen Überlegungen werden durch reale Beispiele ergänzt, um den Praxisbezug und die Praxisrelevanz des Themas zu vermitteln.

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Forschungsberichte

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T. Grunder, H.P. Lühr
Ökologische Bauproduktenbewertung (Teilaspekte): Ökotoxikologische Parameterwahl, Einfluß der organischen Anteile in der Bodenmatrix auf die Eluate sowie Frachtmodelle zur Eluierbarkeit
Bauforschung, Band T 2856
1998, 58 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Zur ökologischen Bauproduktenbewertung soll das Gefährdungspotential von Bauprodukten im Hinblick auf Boden und Grundwasser erfaßt werden. Die für die Untersuchungen ausgewählten Bauprodukte sollen zum Abdichten gegen drückendes Wasser (zwei Acrylharzsysteme), zum Sanieren von Abwasserkanälen (ein Acrylharzsystem) und zur Lockergesteinsverfestigung (ein Polyurethansystem) eingesetzt werden. Im ersten Teil der Arbeit werden zur Erfassung des ökologischen Gefährdungspotentials die Produkte in Laborversuchen in wasserdurchströmte Sandsäulen injiziert und die so entstehenden wäßrigen Eluate mittels Biotests auf ihre Wirkung untersucht. Für Produkte zur Rohrsanierung existieren seitens des Deutschen Instituts für Bautechnik bereits Prüfvorschriften, die auch Biotests umfassen. Die Palette der relevanten Biotests sollte überprüft werden. Im Ergebnis der Untersuchungen wird vorgeschlagen, die Eluate aus den Säulenversuchen bezüglich ihrer Wirkungen auf Algen, Daphnien, Protozoen und Leuchtbakterien - in speziellen Fällen auch Fischen - sowie ihrer biologischen Abbaubarkeit zu untersuchen und damit ihre ökologischen Auswirkungen zu bewerten.

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B. Eggers
Geologisch-hydrogeologische Kriterien zur Einschaetzung potentieller Gefaehrdungsmoeglichkeiten des Grundwassers durch Altablagerungen in Niedersachsen. Teil 1. Abschlussbericht
Siehe auch: Eggers, B., Erfassung und Erstbewertung von Altablagerungen der Kategorie I und II im Landkreis Helmstedt. Teil 2. Best.-Nr. T 2021.
Bauforschung, Band T 2020
1988, 129 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde im ablaufenden Berichtszeitraum (vom 01.02.1985-31.01.1987) eine wissenschaftliche Konzeption zur Erfassung und Erstbewertung von Altablagerungen schwerpunktmaessig am Beispiel des Landkreises Helmstedt realisiert. Die Vielfalt der geologischen Verhaeltnisse des Landkreises Helmstedt beguenstigen den Vergleich mit anderen Gebieten Niedersachsens. Darueber hinaus werden weitere Untersuchungen in den Landkreisen Hamburg, Gifhorn sowie im Stadtgebiet von Wolfsburg durchgefuehrt bzw. begonnen. Dabei erwies es sich als notwendig, methodische Ansaetze neu zu entwickeln, bzw. den regionalen geologischen, bodenkundlichen und wasserwirtschaftlichen Gegebenheiten anzupassen. So gelang es mit Erfolg, geomagnetische und geologische Verfahren zur Ausgrenzung von Hausmuelldeponien einzusetzen. (-z-)

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B. Eggers
Erfassung und Erstbewertung von Altablagerungen der Kategorien I und II im Landkreis Helmstedt. Teil 2
Siehe auch: Eggers, B., Geologisch-hydrogeologische Kriterien zur Einschaetzung potentieller Gefaehrdungsmoeglichkeiten des Grundwassers durch Altablagerungen in Niedersachsen. Teil 1., Best.-Nr. T 2020.
Bauforschung, Band T 2021
1988, 351 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die durchgefuehrten Untersuchungen haben gezeigt, dass von den Altablagerungen keine akute Trinkwassergefaehrdung ausgeht. Gleichwohl ist das Grundwasser durch drei Altablagerungen beeinflusst. Dies wird durch erhoehte Schwermetall-, AOX- und SO tief 4-Gehalte sowie durch eine erhoehte Leitfaehigkeit und einen hohen KMnO tief 4-Verbrauch dokumentiert. Bei den gemessenen Werten muss allerdings beruecksichtigt werden, dass das Grundwasser geogen vorbelastet ist, und sich nicht fuer die Trinkwassergewinnung eignet. Bei sechs Altablagerungen ist eine schwache Beeinflussung des Grundwassers durch erhoehte AOX- und Schwermetallgehalte nachweisbar; diese ehemaligen Deponien sind in die Kategorie II eingruppiert. Da bei einem Grossteil der Deponien nur ein Grundwasserbeobachtungsbrunnen im Abstrom der Altablagerung abgeteuft wurde, ist eine Interpretation der chemischen Daten schwierig. Eine Unterscheidung, ob die Beeinflussung des Grundwassers primaer geogen, durch landwirtschaftliche Nutzung oder durch die Altablagerungen hervorgerufen wird, konnte nicht in jedem Falle getroffen werden. Die aus den Untersuchungen resultierende Klassifizierung weist fuer die Kategorie I 3 Altablagerungen und fuer die Kategorie II 6 Altablagerungen aus. (-z-)

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Zeitschriftenartikel

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Schaub, O.
Das "WEL" vor hundert Jahren: Ueber Sohlensicherungen an Vorflutkanälen und kleinen Gewässern (kostenlos)
Wasser Energie Luft - Eau Energie Air, 2022

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Thiele, Volker; Meliß, Claas
Gewässerunterhaltung zwischen notwendigen Unterhaltungsmaßnahmen und naturschutzfachlichen Forderungen
Wasser und Abfall, 2022

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Wingen, Martha; Schüttrumpf, Holger
Hydraulische Beurteilung des Bewegungsbeginns von Wasserleichen in Fließgewässern mit niedrigen Wasserständen
Wasser und Abfall, 2022

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Ostermann, Ulrich
Gewässerunterhaltung in Niedersachsen
Gewässer-Info, 2022

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Zintz, Klaus
Ein See im Stresstest. Algen, Stichlinge oder Quagga-Muscheln: Der Bodensee hat viele Herausforderungen zu meistern. Wie kommt er damit zurecht?
Bild der Wissenschaft, 2021

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Highlights aus dem Programm 2022