Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Wassergewinnung aus Wald\u00f6kosystemen besitzt in der Bundesrepublik qualitativ und quantitativ einen hohen Stellenwert. Durch die zunehmende Versauerung des Rohwassers aus oberfl\u00e4chennahen W\u00e4ssern durch SO42- und NOx-Immissionen wird eine technische Aufbereitung zunehmend obligat. Wenn Trinkwasser auch in Zukunft ein Naturprodukt bleiben soll, m\u00fcssen entsprechende Handlungs- und Prognoseverfahren zu dessen Schutz entwickelt werden.
\nAnhand der Stoffhaushaltstheorie von \u00d6kosystemen wird ein f\u00fcr die Wasserwirtschaft praxistaugliches Verfahren zur quantitativen Prognose des Eintritts von Gew\u00e4sserversauerung auf der Basis moderner In-formationstechnologie erstellt (AcidProgress). Hierzu wird ein modular aufgebautes Verfahren entworfen. Die Datengrundlage bilden hierbei im wesentlichen routinem\u00e4\u00dfig vorgehaltene Daten (z.B. Geologie, Topographie). Hieraus lassen sich GIS-technisch Kartenwerke f\u00fcr die wasserwirtschaftliche Planung erstellen. Der modulare Aufbau der Methode macht es m\u00f6glich, neben dem eigentlichen Ergebnis automatisch eine Reihe weiterer planungsrelevanter Auswertungsm\u00f6glichkeiten zu liefern (regionalen Depositionsbelastung, Pufferverhalten des Sickerwasserleiter, etc).
\nDas eigentliche Produkt zur Prognose des Eintritts von Boden- und Gew\u00e4sserversauerung wird (erst in Phase II) als Aufsatz (Add-on) zu einem handels\u00fcblichen Geographischen Informationssystem (Arc\/Info) entwickelt.
\nAuf der mittleren, f\u00fcr die wasserwirtschaftliche Planung relevanten Ma\u00dfstabsebene sind z.Z. keine Modelle bzw. Verfahren verf\u00fcgbar, die sowohl den Eintritt von Gew\u00e4sserversauerung zu quantifizieren verm\u00f6gen als auch dies auf Grundlage routinem\u00e4\u00dfig vorhaltbarer Daten erlauben. Das Planungsverfahren AcidProgress liefert f\u00fcr oberfl\u00e4chennahe Wasservorkommen ein einfaches aber effektives Planungsin-strument, mit dem nicht nur die mittel- bis langfristige Entwicklung der Wasserqualit\u00e4t hinreichend genau prognostiziert werden kann, sondern dar\u00fcber hinaus auch einen Ma\u00dfnahmenkatalog zur effizienten Steuerung der Wasserqualit\u00e4t abgeleitet werden kann. Wasserwirtschaftliche Nutzer erhalten somit ein Werkzeug f\u00fcr eine umweltgerechte und nachhaltige Raumnutzungsplanung bzw. zum Ressourcenschutz.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1.\tDas wissenschaftlichen Modellkonzept wird hinsichtlich der Operationalisierbarkeit des Ansatzes fortgesetzt (z.B. durch Zerlegung des Gesamtverfahrens in Teilmodule, Algorithmisierung dieser Einzelmodule und durch Sensitivit\u00e4tsanalysen des Verfahrens) und an die Testregion angepa\u00dft (NLfB).
\n2.\tBereits vorliegende Daten werden in Form von Datenrecherchen und einer Umfragen aller beteiligten Institutionen zusammengetragen (NLfB) und an die Fa. Schall zur weiteren GIS-technische Ver- und Bearbeitung weitergeleitet. Die routinem\u00e4\u00dfig vorliegenden Daten bilden die Grundlage zur Durchf\u00fchrung des Prognoseverfahrens (NLfB\/Fa. Schall). Forschungsdaten (z.B. zur Gew\u00e4sserchemie) bilden die Grundlage zur Validierung des Prognoseverfahrens (NLfB).
\n3.\tEntwicklung und Zusammenstellung von Auswertungsalgorithmen, d.h. Verfahren zur Ableitung aggregierter Informationen aus einfachen Grundlagendaten (NLfB): Zusammenstellung und Weiterentwicklung von bereits vorliegenden Auswertungsalgorithmen (z.B. Silikatverwitterung, Deposition) und Entwicklung neuer Algorithmen (z.B. Lagerungsdichte und Feinbodengehalte in der Verwitterungsdecke, mGW-Stand im Testgebiet)
\n4.\tMessung der Tiefenlage der Versauerungsfront in den Testgebieten (pH, KAK). Da dieser Parameter der wesentliche Kennwert des Prognoseverfahrens ist und nicht ableitbar (algorithmisierbar) ist, sind zu diesem Punkt Messungen notwendig (NLfB). Da diese aber nur ca. 10 Tage in Anspruch nehmen, ist dieser Aufwand vertretbar.
\n5.\tDurch Overlay (Kombination) der Einzelkomponenten (Module) des Prognoseverfahrens (Fa. Schall) werden im Rahmen von GIS-Technik regionalspezifische Karten des Eintritts von Gew\u00e4sserversauerung erstellt . Dar\u00fcber hinaus werden – bedingt durch den modularen Aufbau des Verfahrens und den Einsatz von GIS-Technik – zahlreiche planungsrelevante Zwischenergebnisse in Kartenform abbildbar (Pufferverm\u00f6gen der B\u00f6den, Belastungsraten, Versauerungspotentiale, etc.). In der zweiten Projektphase soll dieses Verfahren zu einem eigenst\u00e4ndigen, von jedem Anwender selbst zu nutzenden Programmpaket erweitert werden (Fa. Schall, NLfB).
\n6.\tDurch die wissenschaftliche Interpretation der Ergebnisse werden Handlungsempfehlungen f\u00fcr die Testregion zur Verz\u00f6gerung\/Vermeidung von Gew\u00e4sserversauerung abgeleitet (NLfB).<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Alle im Rahmen der Phase I des Vorhabens genannten Ziele konnten inhaltlich und zeitlich mit den veranschlagten Kosten erreicht werden.
\nErgebnisse
\nIn der Auswertungskarte zum Eintritt der Gew\u00e4sserversauerung im Testgebiet wurden starke Unterschiede bez\u00fcglich des errechneten Zeitpunktes des Eintritts saurer Sickerw\u00e4sser in den Grundwasserleiter, sowohl zwischen als auch innerhalb der einzelnen Einzugsgebiete in der Testregion Kaufunger Wald deutlich. Die Spanne reicht von bereits versauert bis Eintritt von Gew\u00e4sserversauerung in > 670 Jahren
\n\u00dcberpr\u00fcfung der Verfahrensergebnisse
\nDie dargestellten Prognoseergebnisse entziehen sich prinzipiell einer direkten \u00dcberpr\u00fcfung. Erste \u00dcberpr\u00fcfungsschritte waren die experimentelle und die modelltechnische Validierung des wissenschaftlichen Modellansatzes selbst.
\nUnter Verwendung der vorliegenden Prognoseergebnisse, des sog. end-member-mixing-analysis-Ansatzes und der Kenntnis der hydrologischen Situation in den Einzugsgebieten lie\u00dfen sich Pr\u00fcfkriterien f\u00fcr die Ergebnisse des Prognoseverfahrens ableiten.
\nIn den Einzugsgebieten wurden mit dem vorliegenden Datenmaterial die Pr\u00fcfkriterien erf\u00fcllt.
\nAufgrund der erfolgreich abgeschlossenen Arbeiten zur \u00dcberpr\u00fcfung der Validit\u00e4t des Modells und des Verfahrens k\u00f6nnen die hieraus abgeleiteten Daten als grunds\u00e4tzlich anwendbar beschrieben werden.
\nAbleitung von Planungs- und Handlungsentscheidungen f\u00fcr die Wasserwirtschaft
\nF\u00fcr die Wasserwirtschaft stellen sich bzgl. der Prognose der Entwicklung der Wasserg\u00fcten folgende Fragen:
\n1. Wann ist mit Versauerungssch\u00fcben im Rohwasser zu rechnen ?
\n2. Wo sind versauerungsempfindliche Bereiche eines Einzugsgebietes ?
\n3. Welche leicht verf\u00fcgbaren Unterlagen liefern hierf\u00fcr kosteng\u00fcnstig Aussagen ?
\nDurch den Einsatz von AciProgress lassen sich diese Fragen f\u00fcr mittel- langfristige Managemententscheidungen auf betrieblicher Ebene von Wasserversorgern nutzen<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Alle vom Vorhabens unmittelbar oder mittelbar betroffene Institutionen wurden schriftlich von dessen Existenz und Zielsetzung in Kenntnis gesetzt. Es wurde nach dem Bedarf, der gew\u00fcnschten Genauigkeit und m\u00f6glichen Einsatzm\u00f6glichkeiten eines solchen Verfahrens und nach Art, Umfang und Format vorliegenden Datenmaterials gefragt.
\nDie Ergebnisse der Phase I des Vorhabens wurden in Form eines \u00f6ffentlichen Statusseminares am 27.11.1996 im Nieders\u00e4chsischen Landesamt f\u00fcr Bodenforschung in Hannover vorgestellt.
\nDie Ergebnisse des Statusseminars werden in der Reihe des NLfB Arbeitshefte Boden ver\u00f6ffentlicht. Im Rahmen der Phase II sind Ver\u00f6ffentlichungen der Ergebnisse der Phase I in jeweils einer nationalen (Chemie der Erde) und einer internationalen (Water Resources Research) Zeitschrift geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Als Fazit aus der Machbarkeitsstudie zum Verfahren AcidProgress l\u00e4\u00dft sich zusammenfassen, da\u00df die auf der Grundlage von vorhandenen Daten und Methoden erzielten Ergebnisse des Prognoseverfahrens f\u00fcr mittel- bis langfristige Managemententscheidungen in der Wasserwirtschaft zum \u00f6konomischen und \u00f6kologischen Nutzen einsetzbar sind.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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