Direkter Link zum Programm WETTRANS (Version Juni 2010)
Veranlassung
Die Abteilung Gewässer des Landesamts für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein hat die Entwicklung eines datenbankgestützten Verfahrens (Entscheidungsunterstützungssystems) zur Bestimmung der Stickstoffretention in Niedermooren im rahmen der Begleitforschung zum Niedermoorprogramm Schleswig-Holstein seit 1999 gefördert und begleitet. Niedermoore haben aufgrund ihrer abiotischen Standortverhältnisse ein hohes Potenzial für den Nährstoffrückhalt. Die Wirksamkeit dieser Landschaftseinheiten im Stoffrückhalt hängt dabei zum einen von positionalen Faktoren (Lage im Einzugsgebiet, Stratigraphie der Niederung, Klimaverhältnisse) sowie von anthropogenen Faktoren (Entwässerung, Nutzung) ab. Die Aufgabe des Entscheidungsunterstützungssystems ist es, den Wasser- und Stoffaustausch zwischen Niederung und Gewässer in Abhängigkeit von den hydrogeologischen und wasserwirtschaftlichen Verhältnissen mit einem reduzierten Datenbedarf abzubilden, um die Effizienz möglicher wasserwirtschaftlicher Maßnahmen zur Verbesserung des Stickstoffrückhalts quantitativ zu bestimmen.
Warum ist eine Reduzierung der Stickstoffeinträge in Fließgewässer notwendig?
Die Stickstoffkonzentrationen in den Fließgewässern Schleswig-Holsteins sind mit im Mittel etwa 5 mg l-1 nach wie vor hoch, so dass das in den Meeresschutzabkommen für Nord- und Ostsee (HELCOM und OSPAR) formulierte Ziele einer Halbierung der Stofffrachten seit Mitte der 1980er Jahre durch Maßnahmen des technischen Gewässerschutzes (Kläranlagenausbau) lediglich für Phosphor erreicht wurde. Die Maßnahmen des technischen Gewässerschutzes haben bisher zu keiner deutlichen Verringerung der Stickstoffkonzentrationen in den Fließgewässern und damit den Frachten in Nord- und Ostsee geführt. In Schleswig-Holstein gelangt Stickstoff vorwiegend über diffuse Eintragspfade aus der vorwiegend landwirtschaftlich genutzten Fläche in die Gewässer.
Welche Bedeutung haben Feuchtgebiete für den Stickstoffrückhalt?
Die Stickstoffkonzentration der Fließgewässer kann durch unterschiedliche Maßnahmen reduziert werden. Eine Verringerung der Düngungsintensität auf landwirtschaftlich genutzten Flächen mindert die Stickstoffverluste mit dem Sickerwasser. Neben einer direkten Verringerung der Einträge ins Sickerwasser können auch biologische und biochemische Prozesse während des Transports im Grundwasser zum Gewässer zur Minderung der Stickstoffkonzentrationen genutzt werden. Während des Grundwassertransports wird Nitrat beim Übergang von der oxidierten in die reduzierte Zone reduziert. Da nicht das gesamte Grundwasser durch eine reduzierte Zone fließt, fließt Feuchtgebieten Wasser unterschiedlichen Alters und mit unterschiedlichen Stoffkonzentrationen zu. Feuchtgebiete bieten aufgrund ihrer ganzjährig nassen Verhältnisse besonders günstige Bedingungen für einen Stickstoffumbau durch Denitrifikation. Als Ökotone zwischen terrestrischen und aquatischen Ökosystemen steuern Feuchtgebiete den Wasser- und Stoffaustausch zwischen beiden Systemen. Die Wirksamkeit des natürlichen Stoffrückhaltevermögens wird dabei entscheidend von der jeweiligen Entwässerungsart und Entwässerungsintensität bestimmt.
Das Bewertungssystem WETTRANS N
Das Bewertungssystem WETTRANS N wurde in zwei Stufen entwickelt. In der ersten Stufe wurden die methodischen Grundlagen erarbeit und ein auf dem Tabellenkalkulationsprogramm EXCEL basierender Prototyp entwickelt. In der zweiten Stufe wurde die Methodik weiterentwickelt und das Programm in Zusammenarbeit mit einem Informatiker in eine web-basierte Form überführt. Für die Arbeit mit dem Programm ist ein Passwort erforderlich, welches auf Anfrage zugesandt werden kann. Bei Bedarf werden Schulungen zur Benutzung des Programms angeboten.
Dateneingabe
Für die Anwendung des Entscheidungsunterstützungssystems sind Informationen aus den Bereichen Wasserwirtschaft, Landnutzung und Geologie notwendig. Die notwendigen Dateneingaben sind in einem Erhebungsbogen zusammengestellt und werden in einer Erläuterung näher beschrieben.
Anwendung
Das Entscheidungsunterstützungssystem WETTRANS N wird im Rahmen der Umsetzung des Niedermoorprogramms Schleswig-Holsteins angewendet, um die Wirksamkeit unterschiedlicher wasserwirtschaftlicher Maßnahmen im Hinblick auf eine Verringerung der Stickstoffausträge zu bestimmen. Über die Ziele des Niedermoorprogramms informiert das Landwirtschaftsministerium Schleswig-Holstein im INFONET Umwelt.
Veröffentlichungen
Kluge, W. & Trepel, M. (2004): Geohydrologische Einbindung von Niederungen in die Landschaft. Wasserwirtschaft 94 (5/2004): 9-14.
Trepel, M. & Kluge, W. (2004): WETTRANS: a flow-path-oriented decision-support system for the assessment of water and nitrogen exchange in riparian peatlands. Hydrological processes 18: 357-371.
Trepel, M. (2004): Zur Wirkung von Niederungen im Landschaftswasser- und -stoffhaushalt. Archiv für Naturschutz und Landschaftsforschung 43: 53-64.
Trepel, M. & Kluge, W. (2002): Analyse von Wasserpfaden und Stofftransformation in Feuchtgebieten zur Bewertung der diffusen Austräge. KA - Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall 49 (06): 807-815.
Trepel, M. (2002): Pfadbezogenes Management von Talniederungen. Garten + Landschaft 8/2002: 28-30.
Trepel, M. & Kluge, W. (2002): Das Pfad-Transformations-Konzept als Grundlage für ein Wasser- und Stoffstrommanagement in Flusseinzugsgebieten. In: Stephan, K., Bormann, H. & Diekkrüger B. (eds.) Tagungsbericht: 5. Workshop zur hydrologischen Modellierung: Möglichkeiten und Grenzen für den Einsatz hydrologischer Modelle in Politik, Wirtschaft und Klimafolgeforschung. Kassel University Press, 93-102.
Trepel, M. (2001): Gedanken zur zukünftigen Nutzung schleswig-holsteinischer Niedermoore. Die Heimat 108: 186-194.
Drews, H., Jacobsen, J., Trepel, M. & Wolter, K. (2000): Moore in Schleswig-Holstein unter besonderer Berücksichtigung der Niedermoore - Verbreitung, Zustand und Bedeutung. Telma 30: 241-278.
Weitere Informationen im Internet
| Michael | Kiel, 06. Juni 2010 | Ökologie-Zentrum |