Entwicklung eines integrativen Bewirtschaftungskonzepts für Trockenbecken und Polder zur Hochwasserrückhaltung
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Der moderne Hochwasserschutz umfasst ein komplexes System mit den BereichenHochwasserflächenmanagement, Technischer Umweltschutz und Hochwasservorsorge(Drei-Säulenstrategie). Die bestehenden Hochwasserschutzkonzepte beschränkensich bislang allerdings auf wassermengenbezogene Aspekte zur Minderung von Schadenspotenzialen, während die Frage der stofflichen Mobilisierung, derstofflichen Belastungen und daraus resultierende Konsequenzen für die Nutzungenin natürlichen und baulichen Überflutungsräumen ausgeblendet wird. Insofernbleiben heute viele Fragen bei wasserwirtschaftlichen Entscheidungenunberücksichtigt, z.B.:
Auf welche Weise können Hochwasserrückhaltebecken zur gezieltenRetention von stofflichen Belastungen genutzt werden?
Können durch Steuerungsstrategien stoffliche Belastungen auf ökologischen Vorranggebieten minimiert werden?
Welche nachhaltige Landnutzung ist in Trockenbecken und Poldern auf Dauer sinnvoll?
Wie ist das im geplanten Hochwasserschutzgesetz vorgeseheneUmbruchverbot in erosionsgefährdeten Vorlandbereichen mit Blick aufTrockenbecken und Polder zu bewerten?
Das Ziel des Vorhabens ist es, ein praktikables, innovativesHandlungsinstrumentarium zur Ausarbeitung von integrativenBewirtschaftungskonzepten für Trockenbecken und Polder in Form eines Leitfadenszu erstellen. Hierin sollen die wesentlichen Arbeitsschritte -wasserwirtschaftliche Systemanalyse (Bestandsaufnahme) zurBewirtschaftungszielfindung, modellgestützte Szenarienanalyse undBewirtschaftungskonzeption - im Detail erläutert und dem späteren Nutzergeeignete Hilfsmittel (z.B. Standardformulare, Checklisten, etc.) zur Verfügunggestellt werden.
Auf der Basis der grundlegenden Untersuchungsergebnisse sollen die erarbeitetenMethoden, getesteten Modelle und Bewertungskriterien auf zwei unterschiedlichgeartete Einzugsgebiete praxisorientiert angewandt werden.
Fallstudie Rems: Das Remstal ist stark besiedelt, es besitzt wichtigeIndustriestandorte und weist eine intensive Landnutzung (insbesondere Weinbau)auf. Hier kann ein Beitrag zum regionalen Hochwasserschutzkonzept und derkünftigen Landnutzung im Einzugsgebiet und in den überflutungsgefährdetenGebieten erwartet werden.
Fallstudie Erft: Bei dem zu untersuchenden Teileinzugsgebiet der Erftsteht zum einen die Frage nach Möglichkeiten einer gezielten Rückhaltungpartikulärer Schwermetalle aus ehemaliger Erzgewinnungsstätten und ackerbaulichgenutzten Abraumhalden durch den Bau und Betrieb von Retentionsanlagen imVordergrund. Zum anderen ist die Frage der Landnutzung in natürlichenRetentionsräumen und Hochwasserrückhaltebecken in einem Beckenverbundsystem zubeantworten.
Inhalte der Teilprojekte:Die Erstellung des integrativen Bewirtschaftungskonzeptes erfordert inhaltlichaufeinander abgestimmte Teilprojekte mit festgelegtem Datenaustausch.
Im Rahmen des Teilprojektes "Sedimentations- und Stoffdynamik inRetentionsräumen und Überschwemmungsgebieten" (Institut für Wasserbau derUniversität Stuttgart, Versuchsanstalt für Wasserbau) sollen mit einem2-dimensionalen Strömungs- und Transportmodell (TELEMAC CTM-SUBIEF-2D) die beiextremen Hochwasserereignissen in Retentionsräumen und Überflutungsflächenauftretenden Sedimentationsprozesse als Grundlage für eine stofforientierteBewirtschaftung quantitativ beschrieben werden. Hierbei wird der gesamte vonder Hochwasserschutzmaßnahme betroffene Wirkungsraum, d.h. der Retentionsraumselbst sowie der Unterwasserbereich, erfasst und eine ereignisbezogeneSediment- und Schadstoffbilanz erstellt.Auf der Basis der numerischen Modelle werden Kriterien zur Gestaltung vonRetentionsräumen und für adaptive Betriebsreglements zur kontrollierten undeffektiven Schadstoffrückhaltung erarbeitet.Des Weiteren soll ein Beitrag geleistet werden zu allgemeinenNutzen-Kostenbetrachtungen, wobei im Rahmen dieses Teilprojektes dieVerringerung des Schadensrisikos durch Hochwasserschutzmaßnahmen derBeeinträchtigung der Flächennutzung gegenübergestellt werden soll.
Das Teilprojekt "Flächendetaillierte Modellierung von Abfluss, Erosionund Stoffaustrag aus Einzugsgebieten" (Universität Stuttgart, Institutfür Wasserbau, Lehrstuhl für Hydrologie und Geohydrologie) untersuchtmodellbasiert das hydrologische und stoffliche Verhalten der beiden Einzugsgebiete. Dabei werden mit einem geeigneten Modell (WEPP, AGNPS, EUROSEM, EROSION-3D) Stoffabtrag durch Abfluss und Niederschlagsaufprall, -ablagerung und -austrag von Hochwasserauslösenden Einzelereignissen beschrieben sowie deren Beeinflussung durch die Variation von Niederschlag (Intensität, Menge, Verteilung) undLandnutzung (Nutzungsart, Bearbeitung etc.) analysiert. Die so ermittelten Abfluss- und Stoffkonzentrationsganglinien werden an denRückhaltebecken an das Teilprojekt "Sedimentations- und Stoffdynamik inRetentionsräumen und Überschwemmungs-gebieten" als Eingangsdaten für diehydrodynamische Stofftransportmodellierung übergeben.
Die Sofftransportmodellierung liefert ihrerseits die Daten für das Teilprojekt "Angepasste Landnutzung in Retentionsräumen und in deren Einzugsgebiet zur Minimierung von Umweltschäden und Ertragseinbußen in der Landwirtschaft"(Institut für Bodenkunde und Standortslehre der Universität Hohenheim), inwelchem die stoffliche Beeinträchtigung der Bodenqualität und Landnutzunguntersucht wird.
Im Teilprojekt "Entwicklung eines integrativen Bewirtschaftungskonzepts fürTrockenbecken und Polder zur Hochwasserrückhaltung mit besonderer Würdigung derstofflichen Aspekte" (Erftverband)wird aus praktischen Anforderungen und Erfahrungen herausein Konzept für die wasserwirtschaftliche Systemanalyse als Grundlage für dieintegrative Hochwasserbewirtschaftung entwickelt.Unter der Federführung des Erftverbandes werden die Forschungsergebnisse mit denFallstudien Rems und Erft in Form eines Leitfadens für eine integrativeBewirtschaftung von Retentionsanlagen und Überschwemmungsgebietenzusammenfassend dargestellt. Das Projekt wird vom BMBF im Rahmen der Förderaktivität RIMAX finanziert.
Projektträger ist das Forschungszentrum Karlsruhe, Bereich Wassertechnologie undEntsorgung(PTKA)
- Leiter
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Bernhard Westrich
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- Bearbeiter
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Sven Wurms
Thomas Jancke
Steffen Schönau - Abteilung
- Zeitraum
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Von: 15.06.2005
Bis: 14.06.2008
- Finanzen
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Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
- Partner
