PRisiko
 P R i s i k o - ein Verfahren zur Bewertung von Veränderungen der Fliessgewässerbeschaffenheit durch Phosphorfreisetzung nach der Vernässung von Moorböden

Veranlassung

Die Wiederherstellung von Feuchtgebieten ist eine wichtige Maßnahme, um die Ziele der Wasserrahmenrichtlinie zu erreichen. Die Wiederherstellung von Feuchtgebieten wird dabei mit folgenden Zielen durchgeführt:
  • die Stickstofffracht aus dem Einzugsgebiet wirksam zu verringern,
  • den hydrologischen Kontakt zwischen Fliessgewässern und deren Niederungen wiederherzustellen und so die Lebensbedingungen für an feuchte und nasse Standortbedingungen gebundene Pflanzen- und Tierarten zu verbessern.
Weil sich bei einer Wasserstandsanhebung in einem Feuchtgebiet die hydrochemischen Gleichgewichtszustände verschieben, kommt es in den betroffenen Bodenschichten zu einer Freisetzung von vorher akkumulierten, leicht löslichen Phosphorverbindungen. Diese Freisetzung kann zu einer kurzfristigen Erhöhung der Phosphorkonzentration und damit einer Verschlechterung der Gewässerbeschaffenheit im nachfolgenden Fließgewässer führen.
Mit dem hier zur Verfügung gestellten Verfahren kann das Risiko einer möglichen Verschlechterung der Gewässerbeschaffenheit eingeschätzt werden. Weiterhin werden Empfehlungen zur Verminderung des Phosphoraustrags gegeben.

Bedienung des Verfahrens

Für die Einschätzung, ob sich durch eine Wasserstandsanhebung in einem Niedermoorboden die Gewässerbeschaffenheit des nachfolgenden Fließgewässers verändert, werden die Massen der potenziell freisetzbaren Phosphormenge aus der zu vernässenden Niedermoorfläche ins Verhältnis zur mittleren jährlichen Phosphorfracht des nachfolgenden Fliessgewässers gesetzt.
Um die Berechnungen durchzuführen, sind die unten genannten Eingabefelder auszufüllen. Durch Anklicken der Taste "Neuberechnen" werden die Berechnungen durchgeführt und die Ergebnisse in den unten stehenden Feldern sowie einer Grafik angezeigt.
Wird das Feld "Zwischenergebnisse" angekreuzt, werden zusätzlich alle Formeln und aus Tabellen eingelesenen Werte angezeigt. Hierdurch werden die Berechnungen für an Details Interessierte transparent und nachvollziehbar.

 

Eingaben

 [ha] Flächengröße Niederung ? In dieses Feld wird die Größe der von einer Wasserstandsanhebung betroffenen Fläche eingetragen; diese Flächengröße muss nicht mit der Niederungsgröße identisch sein.
 Nutzung ? In diesem Feld ist die vorherrschende Nutzung auf der zu vernässenden Niederung auszuwählen. Durch die Auswahl werden der Niederung typische Horizontabfolgen und Bodeneigenschaften zugeordnet, die für die Berechung der Phosphorvorräte verwendet werden.
 (auf 5cm gerundet) [cm] Entwässerungstiefe Ist ? In dieses Feld wird die aktuelle mittlere jährliche Entwässerungstiefe in cm eingetragen; zum Beispiel "40".
 (auf 5cm gerundet) [cm] Entwässerungstiefe Soll ? In dieses Feld wird die angestrebte, "neue", mittlere jährliche Entwässerungstiefe in cm eingetragen; zum Beispiel "10". Ein Wert von "0" [null] entspricht einem Wasserstand auf Geländeniveau; ein negativer Wert [-5] einem Überstau [von 5 cm].
Die Eingaben zur geplanten Entwässerungstiefe bieten eine einfache Stellschraube, um einen möglichen P-Austrag zu verringern.
 [%] Anteil freisetzbares P (in Bodenschichten vollständiger Vernässung) ? In dieses Feld wird der potenziell durch die Wasserstandsanhebung freisetzbare Anteil des Gesamtphosphorvorrats eingetragen. Voreingestellt ist ein Anteil von 7,5 %; dieser Wert entspricht dem aus der Literatur bekannten mittleren freisetzbaren Phosphoranteil. Wird die Vernässung vorwiegend mit Grundwasser durchgeführt, kann der Wert auf 5 verringert werden, weil in Schleswig-Holstein mit dem Grundwasser kontinuierlich Basen zugeführt werden. Erfolgt die Vernässung vorwiegend mit Regenwasser, sollte der Wert auf 10 erhöht werden.
 Vernaessungsmethode
(falls die Effektive Abbaurate daraus bestimmt werden soll)
 ? In diesem Feld wird die Vernässungsmethodik ausgewählt. Je nachdem, ob die Vernässung vorwiegend mit basenreichem Grundwasser, Flusswasser, Niederschlagswasser oder Grund-, Fluss- und Niederschlagswasser erfolgt, stellen sich in den neu vernässten Bodenhorizonten unterschiedliche hydrochemische Gleichgewichtszustände ein.
 Effektive Abbaurate
(Eingabe wird beim Klick auf "Neuberechnen" automatisch aus der Zielwassertiefe und der Vernaessungsmethode -falls angegeben- neubestimmt!)
 ? In diesem Feld wird die Freisetzungsrate aus den Parametern Zielwasserstand und Vernässungsmethodik automatisch nach untenstehender Tabelle abgeleitet; alternativ können hier auch eigene Werte eingegeben werden, wenn dies bei Vernaessungsmethode ausgewählt worden ist. Aus der Literatur sind für die effektive Freisetzungsrate Werte zwischen 0,05 und 0,20 bekannt. Die effektive Freisetzungsrate hängt von der Differenz des Zielwasserstands zur Geländeoberfläche und dem bei der Vernässung verwendetem Wasser ab.
VernässungsmethodeZielwasserstand
>=20>=10>=0>=-10sonst
Basenreiches Grundwasser0,060,070,080,090,10
Flusswasser0,080,090,100,110,12
Niederschlagswasser0,100,110,120,130,14
Grund-, Fluss- und Niederschlagswasser0,070,080,090,100,11
 [km2Einzugsgebietsfläche am Ausgang ? In dieses Feld wird die Einzugsgebietsgröße am Gebietsausgang in km² eingetragen; sie beinhaltet sowohl die Größe der Niederung, als auch deren ober- und unterirdisches Einzugsgebiet. Werte können zum Beispiel aus dem gewässerkundlichen Flächenverzeichnis ermittelt werden.
 [mg /l] Aktuelle P-Konzentration im Fließgewässer ? In dieses Feld wird die aktuelle mittlere Gesamtphosphorkonzentration filtrierter Proben eingetragen. Voreingestellt ist ein Wert von 0,1 mg P /l; dieser Wert entspricht der mittleren jährlichen Phosphorkonzentration filtrierter Proben in den Fließgewässern Schleswig-Holsteins. Aktuelle Werte für einzelne Fließgewässer können aus der Gewässerüberwachung übernommen werden.
 [m3 /ha /d] Zufluß ? In dieses Feld wird die mittlere tägliche Abflussspende je Hektar Einzugsgebietsfläche in m³ ha-1 d-1 eingetragen. Voreingestellt ist ein Wert von 9 m³ ha-1 d-1; der dem mittleren Verhältnis in Schleswig-Holstein entspricht.
   Zwischenergebnisse
 (Danach kommt man mit "Neuberechnen" zurück) 
 

Ausgaben

 [g /m2P-Vorrat (Ph) bis 1m Bodentiefe 0,0
 [t] Gesamt-P-Vorrat (Ph) bis 1m Bodentiefe 0,0
 [g /m2Freisetzbarer P-Vorrat (Ph) bis 1m Bodentiefe 0,0
 [t] Freisetzbarer Gesamt-P-Vorrat (Ph) bis 1m Bodentiefe 0,0
 [%] Anteil freisetzbares P (insgesamt) 0,0
 Risikoeinschätzung (kein Ergebnis)
  
Die 0 ha große Niederung hat einen Gesamtphosphorvorrat von 0,0 t bei einer Bilanzierungstiefe von 1 m Bodentiefen. Durch die geplante Wasserstandsanhebung werden davon 0,0 t freigesetzt, dies entspricht einem Anteil von 0,0 % an dem Gesamt-Phosphor Vorrat.

Empfehlung

(kein Ergebnis, also keine Empfehlung)            

Zeitlicher Verlauf der Phosphorkonzentration und Sensitivität

Im ersten Jahr nach der Vernässung steigt die Phosphorkonzentration an. Mit der Zeit nähert sie sich wieder der Ausgangskonzentration. Die blaue Linie zeichnet den Verlauf des Sensitivitätsindexes nach. Dabei wird für jedes Jahr, die aktuelle Konzentration durch die Ausgangskonzentration geteilt. Je dichter der Sensitivitätsindex an dem Wert 1 ist, desto geringer sind die Abweichungen von dem Ausgangszustand. Die Risikoeinschätzung erfolgt auf der Basis von Grenzwerten für den Sensitivitätsindex im dritten Jahr nach Vernässung.

Weiterführende Informationen

Für weiterführende Informationen zu dieser Thematik wenden Sie sich bitte an Michael Trepel.

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