Modellierung der Minderungsbedarfe stofflicher Einträge im Einzugsgebiet zur Erreichung des Guten Umweltzustands gemäß EU-Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie

Laufzeit:
2025 - 2027

Finanzierung:
Umweltbundesamt (Deutschland)

Ansprechperson:
Matthias Zessner

Mitarbeiter_innen
Meiqi Liu, Steffen Kittlaus, Ottavia Zoboli

Partner:

TU Wien ist Hauptkoordinator 

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

HYDRON Ingenieurgesellschaft für Umwelt und Wassewirtschaft mbH

VisDat geodatentechnologie GmbH      

Kurzinformationen zum Projekt

Ziel des Vorhabens ist es, für Phosphor, Stickstoff sowie ausgewählte Schadstoffe die Minderungsbedarfe im Binnenland der Einzugsgebiete abzuleiten, damit die ausgewiesenen Zielwerte für den guten Umweltzustand der Meeresgewässer (Nord- und Ostsee) am Übergabepunkt limnisch-marin erreicht werden können. Dazu gehört ein Abgleich der maximalen zulässigen Stofffrachten mit den aktuellen über die Flüsse in die Meere transportierten Frachten und die Ableitung des noch erforderlichen Minderungsbedarfs im Binnenland. Die relevanten Eintragspfade für die betreffenden Stoffe sollen identifiziert und Minderungsmaßnahmen sowie deren Effizienz ausgewiesen werden.

Zur Durchführung des Vorhabens soll das Emissionsmodel MoRE (Modelling of Regionalized Emissions) verwendet werden. Dieses wird bereits seit vielen Jahren deutschlandweit für die Bilanzierung stofflicher Einträge in die Gewässer genutzt (Umweltbundesamt, 2024a). Mit MoRE können die wichtigsten Pfade für stoffliche Einträge in Gewässer identifiziert und die Effizienz von Maßnahmen zur Eintragsreduzierung abgeschätzt werden. Das Model berücksichtigt sowohl diffuse Eintragspfade (atmosphärische Deposition auf Gewässerflächen, Oberflächenabfluss, Grundwassereintrag, Erosion, Regenwassereinleitungen und Mischwasserüberläufe im urbanen Raum) als auch die Einträge über Punktquellen (kommunale und industrielle Kläranlagen).

Stoffliche Einträge und Belastungen in Gewässern hängen wesentlich von Geschehnissen im Wasserhaushalt ab, denn Wasser steuert die Transport-, Verlagerungs- und Abbauprozesse. Grundlage für die Ausweisung dieser stofflichen Einträge ist daher eine möglichst realitätsnahe Beschreibung des Wasserhaushaltes und der einzelnen Abflusskomponenten. Um dies für MoRE zu realisieren wurde eine Kopplung der bundesweiten Stoffeintragsmodellierung mit dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM-ME (Large Area Runoff SImulation Model - MittelEuropa) der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) durchgeführt (Umweltbundesamt, 2024b). LARSIM-ME soll zukünftig für die bundesweite Stoffeintragsmodellierung genutzt werden und im Zuge dieses Projektes für einen Zeitraum von 10 Jahren als Basis für die MoRE-Modellierung bereitgestellt werden. Darüber hinaus wurde in einem Forschungsvorhaben die Deutschland-weite Erosionsmodellierung weiterentwickelt und beispielhaft für den Nährstoff Phosphor umgesetzt (Umweltbundesamt, 2022). Diese Entwicklungen werden im Zuge dieses Projektes genutzt und durch eine Kopplung der Bodenabtrags und Sedimenteintragsberechnung mit der Emissionsmodellierung durch MoRE für die Berechnung von Minderungsmaßnahmen im Bereich des Erosionsschutzes und deren Effektivität eingesetzt.

Referenzen:

Fuchs, S.; Kaiser, M.; Kiemle, L.; Kittlaus, S.; Rothvoß, S.; Toshovski, S.; Wagner, A.; Wander, R.; Weber, T.; Ziegler, S. (2017): Modeling of Regionalized Emissions (MoRE) into Water Bodies: An Open-Source River Basin Management System. Water 2017, 9, 239; doi:10.3390/w9040239.

Umweltbundesamt (2022) Phosphoreinträge in die Gewässer bundesweit modellieren; neue Ansätze und aktualisierte Ergebnisse von MoRE-DE; Autor:innen: Stephan Fuchs, Katharina Brecht, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) / Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG) / Fachbereich Siedlungswasserwirtschaft, Karlsruhe; Michael Gebel, Stephan Bürger, Mario Uhlig, Stefan Halbfaß, VisDat geodatentechnologie GmbH, Dresde; UBA TEXTE 142/2022 Ressortforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz Forschungskennzahl 3718 72 211 0, Abschlussbericht.

Umweltbundesamt (2024a) Stoffeinträge in Gewässer, https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/fluesse/nutzung-belastungen/stoffeintraege-in-gewaesser#stoffeintrage-in-die-gewasser-notwendige-informationen-fur-die-politik, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster, abgerufen am 27.5.2024)

Umweltbundesamt (2024b) Zusammenführung der bundesweiten Modellierung von Wasserhaushalt (LARSIM-ME) und Stoffeinträgen (MoRE); Autor:innen: Karoline Morling, Stephan Fuchs, Julia Krumm, Ingo Haag; Texte | 37/2024; Forschungskennzahl 3717 22 223 0.