Die landschaftsweite Modellierung des reaktiven Stofftransports beinhaltet eine nichteindeutige Auswahl von Teilmodellen (konzeptionelle Unsicherheit). Die vorliegende Komplexität der Landschaft macht den Einsatz komplexer Modelle erforderlich, wobei eine zu große Komplexität problematisch ist: solche Modelle lassen sich an eine Vielzahl von Datensätzen anpassen, besitzen aber nur begrenzte Vorhersagekraft. Das Projekt wird die konzeptionelle Unsicherheit des genutzten Modells untersuchen und quantifizieren, und prüfen, ob das Modell zulässig im Sinne der verfügbaren Daten ist. Das Modell wird dann genutzt, um Monitoringstrategien und die damit verbundene Modellierungs- und Feldaktivitäten des gesamten Konsortiums zu optimieren.
Das Verhalten anthropogener Schadstoffe im Landschaftsmaßstab stellt eine der größten Herausforderungen heutiger Umweltwissenschaften dar. Forschungsergebnisse der letzten zehn Jahre haben wiederholt gezeigt, dass Umsatzraten von Schadstoffen, die im Labor ermittelt wurden, im Widerspruch zu Feldbeobachtungen stehen. Dies weist darauf hin, dass wir die relevanten Prozesse, die den Schadstoffumsatz in der Natur bestimmen, nur unvollständig verstehen. Entsprechend sind wir nicht in der Lage, zukünftige Entwicklungen der Wasser- und Bodenqualität in Folge des Klima- und Landnutzungswandels zuverlässig vorherzusagen. Der SFB CAMPOS beruht auf der Hypothese, dass auf der Feldskala Prozesse maßgeblich sind, die in Laborexperimenten nur schwer zu erfassen sind. Viele Schadstoffe, die unter Laborbedingungen vergleichsweise schnell abgebaut werden, zeigen eine unerwartete Langlebigkeit im Feld; sie werden in Böden und Grundwasserleitern über lange Zeiträume gespeichert und können noch Jahre, nachdem der anthropogene Eintrag aufgehört hat, nachgewiesen werden. Während wichtige, aber langsame Prozesse in Laborstudien möglicherweise übersehen werden, erschwert die ausgeprägte hydrologische und biogeochemische Dynamik die Interpretation konventioneller Beobachtungskampagnen im Feld. CAMPOS zielt darauf ab, reaktive Landschaftselemente zu identifizieren und ihre Prozessdynamik mit ausführlichen Feldstudien zu biogeochemischen Umsätzen von Schadstoffen in einer beispiellosen Auflösung zu quantifizieren. Derartige Studien sind erst durch den enormen Fortschritt in der Analytik und Messtechnik der letzten Jahre (z.B. substanzspezifische Isotopen- und Enantiomeranalytik, 'non-target screening', Bioanalytik, insitu Sensoren, molekularbiologische Techniken inklusive omics) ermöglicht worden, die bislang noch nicht in gezielten Felduntersuchungen kombiniert wurden. Jedes im SFB vorgesehene Projekt vereinigt Expertise aus unterschiedlichen Disziplinen, die notwendig sind, um den Verbleib von Schadstoffen in der Natur zu verstehen. Die untersuchten Landschaftselemente umfassen Fließgewässer, den Übergang zwischen Gerinnen und dem Untergrund, Transekten im Grundwasser sowie verschiedene Bodenkompartimente. Ein neuer stochastischer Modellieransatz ermöglicht es, den reaktiven Stofftransport im Landschaftsmaßstab prozessbasiert zu modellieren und die damit verbundene Unsicherheit zu quantifizieren. Unser neuartiger multidisziplinärer Ansatz quantifiziert das langfristige Verhalten anthropogener Schadstoffe in der Umwelt, indem Einzugsgebiete als biogeochemische Reaktoren betrachtet werde. CAMPOS trägt somit zum Fortschritt der Umweltwissenschaften bei und schafft die Grundlage für realistischere Projektionen der zukünftigen Boden- und Wasserqualität unter den Bedingungen des Klima- und Landnutzungswandels.
Der Flächenbedarf wird in drei Zwiebelschalen (Gewässerbett, Ufervegetation, Laufentwicklung) dargestellt. Ein erheblicher Teil der potenziell durch die Gewässerentwicklung in Anspruch genommenen Flächen steht mittel- und langfristig nicht mehr für die Gewässerentwicklung zur Verfügung. Dies sind insbesondere die Siedlungs- und Verkehrsflächen. Diese Nutzungen werden als Restriktionsflächen visualisiert. Es wird nur der Flächenbedarf innerhalb der morphologischen Aue betrachtet. Flächen außerhalb der morphologischen Aue werden nur dargestellt.
Angesichts der Klimakrise untersucht dieses Forschungsprojekt die Treibhausgasemissionen aus anthropogen beeinflussten kolmatierten Flüssen bezüglich physikalisch-chemischer und mikrobiologischer Ursachen für die Umsetzung kohlenstoffeffizienter Flussrenaturierungen. Die gegenwärtige wasserbauliche Praxis betrachtet mikrobielle Aktivitäten in Flussökosystemen bestenfalls als Input-Output-System und übersieht dabei kritische biodynamische Prozesse, die den Kohlenstoffkreislauf und Kohlenstoffemissionen fluvialer Umgebungen beeinflussen. Ziel dieses Projektes ist es, mikrobielle Mechanismen in stark degradierten, kolmatierten Flussökosystemen zu untersuchen, um Kohlenstoffemissionen nicht nur quantitativ zu erfassen, sondern auch deren Ursachen zu verstehen und gezielt zu adressieren. Dazu sollen durch die Kombination von wasserbaulichem und mikrobiologischem Fachwissen kolmatierte Flusssysteme mittels Feldmessungen, numerischen Simulationen und Laborexperimenten analysiert werden. Kolmation bezeichnet die Verstopfung der Porenräume grobkörniger Sedimentmatrizen durch Feinsediment, was den vertikalen hydrologischen Austausch in ökologisch sensiblen alpinen und mittelländischen Flüssen unterbricht. Kolmation ist die Folge erhöhter Feinsedimentzufuhr, die durch menschliche Aktivitäten wie Grobsedimentrückhalt hinter Staudämmen oder verstärkte Feinsedimentproduktion durch erosive Landnutzung erheblich verstärkt wird. Diese Störung des vertikalen Austauschs beeinflusst direkt den Sauerstoffgehalt des Flussbetts, was wiederum die Zusammensetzung und Aktivität mikrobieller Gemeinschaften verändert. Sauerstoff ist entscheidend für mikrobielle Prozesse, die zur Reduktion von Treibhausgasen beitragen können, insbesondere für methanreduzierende mikrobielle Gemeinschaften, deren Aktivität durch eingeschränkten Sauerstoffeintrag aufgrund von Kolmation gehemmt wird. Das Projekt untersucht die Wirksamkeit wasserbaulicher Renaturierungsmaßnahmen zur Beseitigung von Kolmation, insbesondere in Bezug auf die Etablierung von Nischen für methanreduzierende Mikroorganismen. Die interdisziplinären Feldstudien, numerischen Simulationen und Laborexperimente sollen dabei komplexe Wechselwirkungen zwischen dekolmatierenden Renaturierungsmaßnahmen und mikrobiellen Prozessen systematisch analysieren und aufschlüsseln. Erwartet werden neue wegweisende Erkenntnisse über die Wirksamkeit von Renaturierungsmaßnahmen, die nicht nur aus fischökologischer Sicht, sondern auch im Hinblick auf das Klima von Bedeutung sind.
Kohäsive Feinpartikel sind potentielle Träger von anorganischen und organischen Schadstoffen und spielen eine entscheidende Rolle beim Stoffaustausch zwischen Wasserkörper, Schwebstoff und Sediment. Daher ist die Kenntnis der Depositionsdynamik dieser Feinpartikel ein wichtiger Baustein für ein effizientes Sedimentmanagement und eine physikalisch basierte Modellierung des Schadstofftransfers in Fließgewässern. Es überrascht jedoch, dass sich Untersuchungen zum Transport- und Sedimentationsverhalten kohäsiver Partikel bisher häufig auf definierte stationäre Randbedingungen im Labormaßstab und Trockenwetterbedingungen im Gelände konzentrieren. Weitgehend ungeklärt ist hingegen das Verhalten von Feinpartikeln und deren Speicherung im Gerinnebett während der dynamischen Phase von Hochwasserereignissen. Um die im Gerinne ablaufenden Prozesse weitgehend unabhängig von den Einzugsgebietsprozessen zu untersuchen hat sich in unserer Arbeitsgruppe seit nunmehr über 10 Jahren ein Ansatz mit künstlich generierten Hochwasserwellen bewährt. Es ist ein genereller Vorteil von solchen Geländeexperimenten, dass einzelne steuernde Größen ausgeschlossen oder gezielt kontrolliert werden können. Außerdem ist ein solcher Ansatz eine Voraussetzung, um die Aussagekraft experimentell gewonnener Laborergebnisse zur potentiell hohen Feinpartikel-Retention in Sand- und Kiessedimenten in einem natürlichen System zu validieren. Das übergeordnete Ziel des hier beantragten Projekts ist es, die Gerinnespeicherung kohäsiver Feinpartikel in einem natürlichen System bei variierenden hydrologisch-hydraulischen Randbedingungen zu quantifizieren. Zu diesem Zweck werden standardisierte Feinpartikeltracer (Kaolinit, d50 = 2ìm, ñ = 2,6 g/cm3) sowohl im Verlauf von künstlich generierten Hochwasserwellen als auch während stationärer Trockenwetterbedingungen in einen Mittelgebirgsbach induziert. Die Retention und Sedimentation der eingegebenen Feinpartikel wird gezielt in kleinräumig variierenden Flussbettstrukturen (Hyporheische Zone, Stillwasserzonen, Gerinnerandbereiche, Riffle-Pool-Sequenzen) und für einzelne Gerinneabschnitte erfasst. Die Quantifizierung der Speicherung erfolgt mit bereits erprobten Resuspensionstechniken und Sedimentfallen sowie einer in Pilotprojekten erfolgreich getesteten Tracerfrachtberechnung mittels FTIR-DRIFT Spektroskopie an mehreren Basismessstationen im Längsprofil. In einem interdisziplinären Forscherverbund mit Kollegen des 'Hydraulics Laboratory' und des 'Dept. of Civil Engineering' der Universität Gent, der 'Ecosystem Management Research Group, Dept. of Biology' der Universität Antwerpen und des 'Dept. of Hydrology and Hydraulic Engineering' der Freien Universität Brüssel in Belgien wird darüber hinaus die Transport- und Speicherdynamik der Feinpartikel mit der neuen, FORTRAN basierten Modellierungssoftware 'FEMME' ('Flexible Environment for Mathematically Modelling the Environment') abgebildet.
Die weltweiten Warentransporte werden zu über 90 Prozent auf dem Seeweg abgewickelt. Die Seehäfen dienen den Warenströmen als Anlaufstelle und haben daher eine besondere Bedeutung für den gesamten Welthandel. Auch die deutsche Volkswirtschaft ist auf eine leistungsfähige Infrastruktur der Seehäfen angewiesen, um das Außenhandelsvolumen von jährlich rund zwei Billionen Euro effizient umsetzen zu können. Um die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Seehäfen international zu sichern, wurden sie, wie auch ihre Zufahrten, in der Vergangenheit immer wieder an die Anforderungen der modernen Seeschifffahrt angepasst. So wurden seit dem Ende des 19. Jahrhunderts viele Fahrrinnen verändert, beispielsweise an Ems, Jade, Weser und Elbe. Zusätzlich haben umfangreiche Küstenschutzmaßnahmen, wie etwa Eindeichungen, die ursprünglich natürlichen Tideflusssysteme nachhaltig verändert. Auch heute sind noch weitere Fahrrinnenanpassungen für die Unter- und Außenelbe, die Unter- und Außenweser und die Außenems geplant. Die Pläne werden auf Antrag eines Bundeslandes (überwiegend Niedersachsen, Hamburg, Bremen) von der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) des Bundes durchgeführt und der Planfeststellungsbehörde zur Genehmigung vorgelegt. Die BAW ist im Auftrag der WSV als Sonderfachgutachter an den Planungen beteiligt. Da Seehafenzufahrten wie beim Hamburger Hafen leicht 100 Kilometer lang sein können, ergeben sich großflächige zusammenhängende Eingriffsflächen. Die geplanten Fahrrinnenanpassungen zählen entsprechend zu den größten Infrastrukturprojekten Deutschlands, bei denen zahlreiche Nutzungskonflikte beachtet werden müssen. Dazu gehört, dass die Seeschifffahrt auf den Tideflüssen in einem besonders schützenswerten Ökosystem stattfindet. Darüber hinaus schließen sich meist Schutzgebiete von nationaler und europäischer Bedeutung an. Fahrrinnenanpassungen können daher komplexe Auswirkungen auf die biotischen und abiotischen Systemparameter eines Tideflusses haben. Im Rahmen der für die Planungen nach nationaler und europäischer Gesetzgebung erforderlichen Umweltverträglichkeitsprüfung besteht somit eine hohe Verantwortung der Gutachter bei der Ermittlung und Prognose der ausbaubedingten Auswirkungen auf das Ökosystem. Hieraus ergibt sich die besondere Bedeutung der BAW-Gutachten: Die von der BAW prognostizierten Auswirkungen auf die abiotischen Systemparameter sind Grundlage für die ökologische Bewertung. So werden durch einen Ausbau der Wasserstand (z. B. Tidehochwasser, Tideniedrigwasser, Sturmflutscheitelwasserstände), die Strömungen und der Salzgehalt beeinflusst. Auch müssen die Auswirkungen auf den Sedimenttransport und das Gewässerbett (Morphodynamik) der von Gezeiten geprägten Flüsse ermittelt werden. (Text gekürzt)
<p> <p>Die Fließgewässer in Deutschland nehmen nur noch etwa 1 Prozent der Landesfläche ein. Das ist nur ein Bruchteil ihrer ursprünglichen Ausdehnung. Sie sind touristisch kaum noch erlebbar und nur wenig resilient gegenüber den Folgen des Klimawandels. Diese Situation lässt sich erheblich verbessern, indem Bächen und Flüssen in unserer Kulturlandschaft wieder mehr Fläche zurückgegeben wird.</p> </p><p>Die Fließgewässer in Deutschland nehmen nur noch etwa 1 Prozent der Landesfläche ein. Das ist nur ein Bruchteil ihrer ursprünglichen Ausdehnung. Sie sind touristisch kaum noch erlebbar und nur wenig resilient gegenüber den Folgen des Klimawandels. Diese Situation lässt sich erheblich verbessern, indem Bächen und Flüssen in unserer Kulturlandschaft wieder mehr Fläche zurückgegeben wird.</p><p> Ziele der Wasserrahmenrichtlinie erreichen – den Gewässern Naturfläche zurückgeben <p>Deutschland wird von einem dichten Netz von Bächen und Flüssen durchzogen. Die gesamte Länge aller Fließgewässer beträgt etwa 590.000 Kilometer. Dieses Gewässernetz wird intensiv genutzt und wurde zu Gunsten von Siedlungen, Landwirtschaft, Verkehr und Energiegewinnung weitreichend umgestaltet. Auf Grund der vielfältigen Eingriffe gilt nur noch 1 Prozent aller Fließgewässer als unbelastet. Die Ziele des Gewässerschutzes werden deutlich verfehlt. Die europäische Wasserrahmenrichtlinie fordert bis 2015 einen guten ökologischen Zustand der Fließgewässer herzustellen. Noch im Jahr 2022 wurde dieses Ziel in 90 Prozent der Bäche und Flüsse nicht erreicht <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/221010_uba_fb_wasserrichtlinie_bf.pdf">(Wasserrahmenrichtlinie – Gewässer in Deutschland 2021. Fortschritte und Herausforderungen).</a></p> <p>Ein guter ökologischer Zustand und vielfältige Lebensraumangebote für unterschiedlichste Organismen sind eng miteinander verknüpft. Bäche und Flüsse können diese typischen Lebensräume jedoch nur ausbilden, wenn ihnen dafür Fläche zur Verfügung steht. Mehr Fläche bedeutet mehr Lebensraum und mehr <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biodiversitaet">Biodiversität</a>.</p> <p>Mehr Fläche für Gewässer schafft nicht nur die nötigen Randbedingungen für einen nachhaltigen Gewässerschutz. Naturnahe Fluss- und Auenlandschaften können nachweislich über 40 verschiedene Funktionen erfüllen und sind multifunktonal (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/75096"> Leistungen und Nutzen renaturierter Flüsse</a>). Das Erschließen der Multifunktionalität eines Flächenziels für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/gewaesserentwicklung">Gewässerentwicklung</a> ist daher auch Inhalt des <a href="https://www.bundesumweltministerium.de/natuerlicher-klimaschutz">Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz</a> und der <a href="https://www.bundesumweltministerium.de/wasserstrategie">Nationalen Wasserstrategie</a>.</p> </p><p> Wie wird die Gewässerentwicklungsfläche ermittelt? <p>Bei der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/den-gewaessern-raum-zurueckgeben">Berechnung der nötigen Gewässerentwicklungsfläche</a> macht man sich Gesetzmäßigkeiten der natürlichen Flussentwicklung zu nutze. Ein Gewässerbett wird beispielsweise umso breiter, je mehr Wasser ein Bach oder Fluss normalerweise mit sich führt, je geringer das Gefälle ist und je mehr Widerstand dem fließenden Wasser entgegengebracht wird. Für die Berechnung der Gewässerbettbreite werden daher Informationen zum Talgefälle, Windungsgrad, Böschungsneigung, Sohlrauheit und Breiten-Tiefen-Verhältnis sowie zum mittleren bordvollen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/abfluss">Abfluss</a> benötigt. Diese Informationen liegen z.B. in Form von typspezifischen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/hydromorphologische-steckbriefe-der-deutschen">Gewässersteckbriefen</a> vor.</p> </p><p> Wie viel Fläche benötigen unsere Flusslandschaften? <p>Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde der Flächenbedarf unserer Fließgewässer berechnet. Alle Ergebnisse des Vorhabens sind in dem Bericht <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/den-gewaessern-raum-zurueckgeben">„Den Gewässern Raum zurückgeben. Ein bundesweites Flächenziel für die Gewässerentwicklung</a>“ und in dem Hintergrundpapier des Umweltbundesamtes <a href="https://umweltbundesamt.de/publikationen/fluessen-baechen-wieder-mehr-raum-zurueckgeben">„Flüssen und Bächen wieder mehr Raum zurückgeben“</a> publiziert.</p> <p>Aus den Berechnungen hat sich ein Flächenbedarf von insgesamt 11.400 Quadratkilometern für das gesamte Fließgewässernetz Deutschlands ergeben. Zwei Drittel dieser Fläche stehen heute nicht mehr zur Verfügung. Das bedeutet, dass den <strong>Flüssen und Bächen 7.000 Quadratkilometer an Entwicklungsfläche zurückgegeben werden muss</strong>, um die Ziele im Gewässerschutz erreichen zu können. Dies entspricht <strong>etwa 2 Prozent der Fläche Deutschlands</strong>.</p> <p>Ursprünglich dürften den Bächen und Flüssen etwa 7 Prozent der Fläche Deutschlands zur Verfügung gestanden haben. Diese Fläche wurde durch den Gewässerausbau und Eingriffe in Auen- und Gewässerflächen auf ca. 1 – 1,4 Prozent reduziert. Mit der Realisierung eines Flächenziels von 2 Prozent, würde den Fließgewässern daher der Entwicklungsraum zurückgegeben werden, den das Fließgewässer- und Auensystem im Minimum benötigt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/flaechenziel_2_prozent_0.jpg"> </a> <strong> Ein Flächenziel von 2 Prozent für die Gewässerentwicklung </strong> <br>Naturfern begradigtes Gewässer (links) im Vergleich zu einem renaturierten Fluss (rechts). 2 Prozent mehr Fläche für Gewässer sind in Deutschland nötig. Stephan Naumann (links), Wolfgang Kundel (terra-air services / Landkreis Verden) (rechts) Quelle: Wolfgang Kundel (terra-air services) / Landkreis Verden <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/flaechenziel_2_prozent_0.jpg">Bild herunterladen</a> (77,81 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/flaechenverlust_ueber_die_zeit.jpg"> </a> <strong> Ursprüngliche, heutige und benötigte Gewässerentwicklungsflächen in Deutschland. </strong> <br>Diagramm, in dem auf der y-Achse die Fläche Deutschlands und auf der x-Achse die Zeit dargestellt. Es wird schematisch gezeigt, wie viel an Gewässerentwicklungsfläche durch den Gewässerausbau verloren wurde und wie viel Fläche für einen guten Ökologischen Zustand benötigt wird Quelle: Stephan Naumann / UBA <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/flaechenverlust_ueber_die_zeit.jpg">Bild herunterladen</a> (168,89 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/pa_fulda_02.jpg"> </a> <strong> Aufspaltung der Fulda bei Breitenbach (2018) </strong> <br>Große Steine und Baustämme sorgen als Strömungslenker für eine Verzweigung der Fulda. Quelle: Marco Linke / Medieningenieurbüro Manntau <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/pa_wern_05.jpg"> </a> <strong> Renaturierte Wern bei Geldersheim im Bauabschnitt V (2014) </strong> <br>Gewundener Verlauf der neuen Wern mit deutlich erkennbarem Verlauf eines alten geradlinigen Grabens, der streckenweise in die Renaturierung integriert ist. Wasserwirtschaftsamt Bad Kissingen Quelle: Wasserwirtschaftsamt Bad Kissingen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/pa_wuemme_03-min.jpg"> </a> <strong> Entwicklungskorridor der Wümme (2012) </strong> <br>An der Wümme und ihren Nebengewässern wurden Gewässerrandstreifen auf einer Gewässerlänge von insgesamt ca. 35 km geschaffen. Quelle: Wolfgang Kundel (terra-air services) / Landkreis Verden <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/pa_nebel_10.jpg"> </a> <strong> Zwei Jahre nach Fertigstellung hat sich eine naturnahe Vegetation entlang der Ufer entwickelt. </strong> Quelle: Ricarda Börner/ StALU-MM <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/pa_ruhr_06-min.jpg"> </a> <strong> Renaturierte Ruhr im Bereich der Jägerbrücke (2018) </strong> <br>An der renaturierten Ruhr hat sich schnell naturnaher Uferbewuchs eingestellt. Zudem verändert die Ruhr sich ständig. Laufverzweigungen und Inseln kommen und gehen. Quelle: Georg Lamberty / Planungsbüro Zumbroich Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Flüsse und Bäche beanspruchen je nach Typ unterschiedlich große Entwicklungsbreiten <p>Die berechneten Gewässerentwicklungsbreiten, die benötigt werden, um einen guten ökologischen Zustand erreichen zu können, weisen eine große Spannweite auf. In der Gewässerentwicklungsbreite ist sowohl die eigentliche Breite des Gewässers als auch die Breite enthalten, die ein Gewässer aktiv zum Beispiel bei Hochwasser umgestaltet. Wenn ein Fluss also eine Gewässerentwicklungsbreite von 50 m aufweist und das Gewässer selbst 10 Meter breit ist, werden links und rechts des Flusses also jeweils 20 Meter Fläche benötigt.</p> <p>Bäche mit einem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/einzugsgebiet">Einzugsgebiet</a> größer als 10 Quadratkilometer benötigen, je nach Einzugsgebietsgröße und Gewässertyp, eine Entwicklungsbreite von 20 bis 40 Meter. Ihre Gewässerbreite beträgt natürlicherweise 4 bis 9 Meter. Noch kleinere Bäche mit einem Einzugsgebiet von weniger als 10 Quadratkilometer, sollten typischerweise Gewässerentwicklungsbreiten zwischen 7 und 14 Metern zur Verfügung gestellt bekommen.</p> <p>Die Entwicklungsbreiten der kleinen Flüsse der Alpen und des Alpenvorlandes und die Mittelgebirgsflüsse betragen im Mittel 70 bis 110 Meter. Die potenziell natürliche Gewässerbreite dieser Gewässer liegt zwischen 15 und 22 Metern. Organisch geprägte Flüsse und Tieflandflüsse werden in der Regel bis 40 Meter breit. Das Ausmaß ihrer nötigen Gewässerentwicklungsbreite erreicht Werte von 150 bis über 200 Meter.</p> <p>Werden die Einzugsgebiete der Flüsse noch größer und erreichen 1.000 bis 10.000 Quadratkilometer, nehmen auch ihr <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/abfluss">Abfluss</a> und ihre Breite zu. Diese großen Flüsse können in Einzelfällen bis zu 130 Meter breit werden. Im Normalfall sind es 40 bis 100 Meter. Sie können bereits über 500 Meter Gewässerentwicklungsbreite beanspruchen, um ihr vollständiges Strukturinventar entwickeln zu können. Die mittleren Breiten der Gewässerentwicklungskorridore werden für 25 verschiedene Fließgewässertypen in den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/11850/publikationen/41_2025_texte_v2.pdf">Hydromorphologischen Steckbriefen</a> für verschiedene ökologische Gewässerzustände angegeben.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/methode_gewaesserentwicklungskorridorbreite.jpg"> </a> <strong> Methodische Schritte zur Bestimmung der Breite des Gewässerentwicklungskorridors </strong> <br>Darstellung der 3 methodischen Schritte und Anteile, welche die Breite des Gewässerentwicklungskorridors bestimmen. Quelle: Bund/ Länderarbeitsgemeinschaft Wasser <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/methode_gewaesserentwicklungskorridorbreite.jpg">Bild herunterladen</a> (85,18 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/korridorbreiten.jpg"> </a> <strong> Berechnete mittlere typspezifische Gewässerentwicklungskorridorbreiten </strong> <br>Diagramm der Gewässerentwicklungskorridorbreiten in Abhängigkeit vom Gewässertyp Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/2466/bilder/korridorbreiten.jpg">Bild herunterladen</a> (99,69 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Literaturangaben <ul> <li> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bfn">BfN</a> [Hrsg.] (2012): <a href="https://www.bfn.de/publikationen/schriftenreihe-naturschutz-biologische-vielfalt/nabiv-heft-124-oekosystemfunktionen">Ökosystemfunktionen von Flussauen - Analyse und Bewertung von Hochwasserretention, Nährstoffrückhalt, Kohlenstoffvorrat, Treibhausgasemissionen und Habitatfunktio</a>n. NaBiV Heft 124</p> </li> <li> <p>BfN [Hrsg.] (2023): <a href="https://www.bfn.de/publikationen/broschuere/den-fluessen-mehr-raum-geben">Den Flüssen mehr Raum geben. Renaturierung von Auen in Deutschland</a></p> </li> <li> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bmuv">BMUV</a> [Hrsg.] (2023): <a href="https://www.bmuv.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Naturschutz/nbs_indikatorenbericht_2023_bf.pdf">Indikatorenbericht 2023 der Bundesregierung zur Nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt</a></p> </li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bmel">BMEL</a> (Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft) [Hrsg.] (2022): <a href="https://www.bmel.de/SharedDocs/Downloads/DE/Broschueren/daten-fakten-2022.html">Daten und Fakten Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft mit Fischerei und Wein- und Gartenbau</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bmu">BMU</a>/BfN (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, Bundesamt für Naturschutz [Hrsg.] (2021): <a href="https://www.bfn.de/sites/default/files/2021-04/AZB_2021_bf.pdf">Auenzustandbericht 2021. Flussauen in Deutschland.</a></li> <li> <p>BMUV/<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> [Hrsg.] (2022): <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/221010_uba_fb_wasserrichtlinie_bf.pdf">Die Wasserrahmenrichtlinie – Gewässer in Deutschland 2021</a>. Fortschritte und Herausforderungen. Bonn, Dessau.</p> </li> <li> <p>Bundesregierung (2023a): Aktionsprogramm Natürlicher <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a>. Kabinettsbeschluss vom 29. März 2023</p> </li> <li> <p>Bundesregierung (2023b): Nationale Wasserstrategie. Kabinettsbeschluss vom 15. März 2023</p> </li> <li>Destatis (Statistisches Bundesamt 2024) (abgerufen am 18.10.2024)</li> <li> <p>Ehlert, T. & S. Natho (2017): Auenrenaturierung in Deutschland – Analyse zum Stand der Umsetzung anhand einer bundesweiten Datenbank. Auenmagazin 12/2017.</p> </li> <li> <p>Janssen, G., Wittig, S., Garack, S., Koenzen, U., Reuvers, C., Wiese, T., Wetzel, N. (2022): Wissenschaftlich fachliche Unterstützung der Nationalen Wasserstrategie - Kohärenz der flächenbezogenen Gewässerentwicklungsplanung gemäß WRRL mit der Raumplanung. Umweltbundesamt [Hrsg.] UBA -Texte 71/2022. Dessau.</p> </li> <li> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/lawa-0">LAWA</a> [Hrsg.] (2016): LAWA Verfahrensempfehlung „Typspezifischer Flächenbedarf für die Entwicklung von Fließgewässern“ LFP Projekt O 4.13. Hintergrunddokument.</p> </li> <li>LAWA [Hrsg.] (2019a): LAWA-Verfahrensempfehlung zur Gewässerstrukturkartierung - Verfahren für kleine bis mittelgroße Fließgewässer.</li> <li> <p>LAWA [Hrsg.] (2019b): LAWA-Verfahrensempfehlung zur Gewässerstrukturkartierung - Verfahren für mittelgroße bis große Fließgewässer.</p> </li> <li>LAWA [Hrsg.] (2019c): LAWA Verfahrensempfehlung „Typspezifischer Flächenbedarf für die Entwicklung von Fließgewässern“ – Anwenderhandbuch</li> <li> <p>Linnenweber, C., Koenzen, U., Steinrücke J. (2021): Gewässerentwicklungsflächen. Auenmagazin 20 / 2021. 4-9.</p> </li> <li> <p>Müller, A., Kranl J., Pottgiesser, T., Schmidt,S., Albert, C., Greassidis, S., Stolpe H., Jolk C. (2025): Den Gewässern Raum zurückgeben. Ein bundesweites Flächenziel für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/gewaesserentwicklung">Gewässerentwicklung</a>. Umweltbundesamt [Hrsg.] UBA-Texte xx/2025: 92 Seiten, Dessau.</p> </li> <li>Pottgiesser, T., S. Naumann, A. Müller (2025): Hydromorphologische Steckbriefe der deutschen Fließgewässertypen. Erste Überarbeitung.- Umweltbundesamt Hrsg. - UBA-Texte 41/2025: 462 Seiten, Dessau.</li> <li>Schmidt, S. & C. Albert (2025): Mit der Gewässerentwicklung verbundene <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/oekosystemleistungen">Ökosystemleistungen</a>. - Umweltbundesamt Hrsg. - UBA-Texte 42/2025: 58 Seiten, Dessau.</li> <li>Statistisches Bundesamt (2023): Erläuterungen zum <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> „Anstieg der Siedlungs- und Verkehrsfläche</li> <li> <p>Statistisches Bundesamt (o. J.): FS 3 Land- und Forstwirtschaft, Fischerei, R. 5.1 Bodenfläche nach Art der tatsächlichen Nutzung, verschiedene Jahrgänge.</p> </li> <li> <p>UBA [Umweltbundesamt, Hrsg.] (2023a): Flächenverfügbarkeit und Flächenbedarfe für den Ausbau der Windenergie an Land. CLIMATE CHANGE 32/2023. Autoren: Marian Bons, Martin Jakob, Thobias Sach, Dr. Carsten Pape, Christoph Zink, David Geiger, Dr. Nils Wegner, Olivia Boinski, Steffen Benz, Dr. Markus Kahles. Dessau.</p> </li> <li> <p>WHG (2009): Wasserhaushaltsgesetz vom 31. Juli 2009 (BGBl. I S. 2585), das zuletzt durch Artikel 7 des Gesetzes vom 22. Dezember 2023 (BGBl. 2023 I Nr. 409) geändert worden ist.</p> </li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
Der Datensatz beinhaltet Daten des LBGR über die Retentionsflächen Überschwemmung Brandenburgs und wird über je einen Darstellungs- und Downloaddienst bereitgestellt. Die Hochwasserereignisse der letzten Jahre an Oder und Elbe, von denen auch das Land Brandenburg betroffen war, zeigten, dass der zeitliche Ablauf der Hochwässerwelle im Vergleich zu früheren Ereignissen deutlich verkürzt war, was eine höhere Amplitude, d.h. höhere Wasserstände zur Folge hatte. Eine der Hauptursachen hierfür ist in einem drastischen Rückgang der natürlichen Retentionsräume, hervorgerufen durch eine verstärkte oberflächennahe Wasserabführung in den Einzugsgebieten und durch die Verringerung der natürlichen flussnahen Überschwemmungsgebiete zu sehen. Unter Retention im hydrologischen Sinne versteht man die Verringerung, die Hemmung oder die Verzögerung des Abflussgeschehens. Diese Prozesse können sich in den Fließgewässern und ihren Überschwemmungsgebieten direkt auf die Hochwasserwelle auswirken (Gewässerretention) oder auch die Entstehung einer Hochwasserwelle im Einzugsgebiet steuern (Gebietsretention). Maßnahmen zum Erhalt und zur Erweiterung von Retentionsräumen am Fluss selbst bilden die wirksamste Methode, den Wasserstand bei Hochwasserabfluss in einem Gewässer abzumildern, da die Hochwasserwelle während ihres Laufes im Flussbett und in der Aue durch verschiedene Rückhaltemechanismen verformt wird (Böhm et al. 1999). Dem technischen Hochwasserschutz (Deiche, Rückhaltebecken, Talsperren) sind dabei Grenzen gesetzt, da Rückhaltebecken nicht beliebig groß und Deiche nicht immer höher gebaut werden können. (Landesumweltamt 2003). Die Gebietsretention dagegen zielt darauf ab, die Abflusswelle dadurch zu verkleinern, dass das Wasser möglichst am Ort des Niederschlags am Abfluss gehindert bzw. der Abfluss verzögert wird (Böhm et al. 1999). Ein Ziel der Hochwasservorsorge muss daher sein, abflusserhöhende und abflussbeschleunigende Maßnahmen zu verhindern und bereits eingetretene negative Effekte weitestgehend rückgängig zu machen oder zumindest abzumildern. Hierzu bedarf es der Kenntnis über geeignete potenzielle Retentionsflächen.
Für die Erfüllung der Berichtspflichten nach der EG-WRRL als auch für die Gewässerbewirtschaftung bildet die Kenntnis über Querbauwerke in den Fließgewässern eine wesentliche Grundlage. Unter Querbauwerken werden hier sämtliche künstlich in das Gewässer eingebrachten, quer durch das Gewässerbett verlaufenden baulichen Strukturen verstanden, die die natürlichen Strömungsverhältnisse und damit auch die Sohl- und Uferstruktur des Gewässers beeinflussen.Zur Bauwerkskategorie „Künstliche Objekte im Flussbett“ gehören Sohlschwellen, Sohlgleiten, Abstürze sowie Messbauwerke und Auslauf/Entnahmebauwerke.Zur Bauwerkskategorie „Dämme und Wehre“ gehören feste Wehre und Dämme, bewegliche Wehre sowie Mühlen und Wasserkraftanlagen.Zur Bauwerkskategorie „Siele, Schöpfwerke und temporäre Sperren“ gehören Siele, Schöpf- und Pumpwerke sowie Sperrwerke und Verlaate.Zur Bauwerkskategorie „Schleusen“ gehören Schleusen und Schiffshebewerke.Zur Bauwerkskategorie „Durchgängigkeitsbauwerke“ gehören verschiedene Formen von Fischaufstiegsanlagen (FAA), Umgehungsgerinne und Fischabstiegsanlagen zur Verbesserung der ökologischen Durchgängigkeit.Zur Bauwerkskategorie „Kreuzungsbauwerke“ gehören Brücken, Durchlässe und Verrohrungen sowie Düker und Furten.Der Datenbestand bildet die Grundlage für die Bestandsaufnahme nach Artikel 5 der EG-WRRL, die alle 6 Jahre zu aktualisieren ist, für die Bewertung der Durchgängigkeit als Qualitätskomponente des ökologischen Zustands bzw. Potentials von Fließgewässern sowie für die Ableitung des Maßnahmenbedarfs.Diese Daten sind auch im INSPIRE Datenmodell „Annex 1: Gewässernetz“ erhältlich. Die Bereitstellung erfolgt über die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) per Darstellungs- und Downloaddienst, deren URLs in den Transferoptionen angegeben sind.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Messung von Abwassermengen wird bei steigenden Kosten der Aufbereitung und höheren Anforderungen an Leitungssysteme immer wichtiger. In dem von der DBU geförderten Projekt 05807/01-03 'Entwicklung eines Verfahrens zur Messung der Abwassermenge in teilgefüllten Gerinnen und Freispiegelleitungen' konnten nicht alle Auflagen erfüllt werden. Bedingt durch eine Geschäftsumorientierung nahm die Jüke Systemtechnik GmbH als rechtliche Nachfolgerin der ursprünglichen Antragstellerin Fa. meta GmbH in Altenberge Abstand davon, das Projekt fortzusetzen. Nach Diskussionen mit Fachleuten der Abwassertechnik stellte sich jedoch heraus, dass durchaus ein Interesse besteht, ein Gerät, das nach dem berührungslosen Laser-Korrelationsverfahren arbeitet, zu entwickeln. Zwischenzeitlich durchgeführte Versuche und Überlegungen führten zu einem deutlich verbesserten, leichter anwendbaren Konzept. Fazit: Es konnte gezeigt werden, dass das Korrelationsverfahren zur Messung der Abwassermenge grundsätzlich geeignet ist. Dies gilt sowohl für die Messung im Zulauf als auch im Auslauf. Dabei sind folgende positiven Eigenschaften hervorzuheben: - berührungslose Messung - großer Dynamikbereich - hohe Genauigkeit der Messung der Strömungsgeschwindigkeit und des Durchflusses - variabler Messquerschnitt. Die zu Beginn des Projektes genannte Zielvorstellung ' .. ohne größere bauliche Eingriffe' messen zu können, muss allerdings relativiert werden. Zur Messung ist auch beim Korrelationsverfahren eine halbwegs gleichgerichtete, zur Messanordnung parallele Strömung, frei von großvolumigen Wirbeln, erforderlich. Um dies zu erreichen, sollte das Gerinne über eine Strecke von etwa fünf- bis zehnfacher Gerinnebreite gerade und ohne Querschnittsveränderung ausgeführt sein. In einer für den Dauerbetrieb geeigneten Ausführung sollte anstelle des Schwimmers eine automatische Höhennachführung verwendet werden. Dabei steht dann auch die aktuelle Füllhöhe als Messwert zur Verfügung, so dass auch die jeweils aktuelle Strömungsquerschnittsfläche recht genau bestimmt werden kann. Das tatsächliche Strömungsprofil über den Querschnitt wird mit Hilfe eines Modells, in das die Gerinneabmessungen und die Beschaffenheit der Begrenzungsflächen eingeht, berechnet.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 303 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 10 |
| Land | 287 |
| Weitere | 24 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 159 |
| Zivilgesellschaft | 11 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 4 |
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 264 |
| Hochwertiger Datensatz | 1 |
| Kartendienst | 1 |
| Text | 128 |
| Umweltprüfung | 152 |
| unbekannt | 24 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 275 |
| Offen | 287 |
| Unbekannt | 14 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 563 |
| Englisch | 54 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 27 |
| Bild | 32 |
| Datei | 19 |
| Dokument | 174 |
| Keine | 275 |
| Unbekannt | 2 |
| Webdienst | 1 |
| Webseite | 114 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 378 |
| Lebewesen und Lebensräume | 502 |
| Luft | 256 |
| Mensch und Umwelt | 569 |
| Wasser | 576 |
| Weitere | 556 |