Dr. H. Höper und Dr. W. Schäfer, LBEG
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Monitoringverfahren zur Ausweisung<br />
von Zielgebieten für Maßnahmen zur<br />
Umsetzung der WRRL.<br />
Gliederung<br />
1. Einleitung<br />
<strong>Dr</strong>. Heinrich <strong>Höper</strong><br />
<strong>Dr</strong>. Walter <strong>Schäfer</strong><br />
Landesamt für Bergbau, Energie<br />
<strong>und</strong> Geologie<br />
Bremen<br />
2. Integrierter Ansatz: Immission <strong>und</strong> Emission<br />
3. Die Stickstoff-Emission<br />
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
5. Phosphor-Einträge in Oberflächengewässer<br />
6. Zusammenfassung<br />
1
1. Einleitung<br />
EG-Wasserrahmenrichtlinie<br />
Ziele:<br />
u.a. Guter chemischer Zustand von Gr<strong>und</strong>- <strong>und</strong><br />
Oberflächengewässern (bis 2015)<br />
Vorgehensweise:<br />
• Ausweisung von Gebieten, in denen Zielerreichung<br />
gefährdet ist.<br />
• Festlegung eines Monitoringprogramms (bis 2006)<br />
• Festlegung von Maßnahmen (bis 2009)<br />
• Erfolgskontrolle<br />
2. Integrierter Ansatz: Immission <strong>und</strong> Emission<br />
Nitrat-Immission<br />
Nitrat-Mittelwerte der einzelnen Messstellen<br />
max. 15 Jahre alt - min. 5 Analysen/Messstelle<br />
GÜN-Messstellen<br />
2
2. Integrierter Ansatz: Immission <strong>und</strong> Emission<br />
Die alleinige Betrachtung der Immission reicht nicht aus!<br />
1. Übertragung in die Fläche, Repräsentanz der<br />
Gr<strong>und</strong>wassermessstelle für welches Gebiet?<br />
2. Ursachen für Belastung nicht zu klären? Belastung setzt an<br />
der Bodenoberfläche an<br />
3. Der Erfolg von Maßnahmen zeigt sich aufgr<strong>und</strong> langer<br />
Reaktionszeiten meist verzögert?<br />
2. Integrierter Ansatz: Immission <strong>und</strong> Emission<br />
Emissions-Immissionsansatz<br />
3
3. N-Emission<br />
Berechnung des potenziellen N-Austrags auf<br />
Basis der N-Überschüsse<br />
Eingangsdaten:<br />
• N-Überschuss auf Gemeindeebene (Agrarstatistik)<br />
• Deposition (Freiland: 15 kg/[ha*a], Wald: 30 kg/[ha*a])<br />
• Grünlandfaktor von 0,43 (empirisch abgeleitet)<br />
• Denitrifikation im Boden (aus Bodentyp - BÜK50)<br />
• Gesamtabfluss (nach Wasserhaushaltsmodell GROWA, Zeitraum<br />
1960-1990)<br />
Pot. N-Austrag =<br />
[(N-Überschuss + Deposition) * Grünlandfaktor] - Denitrifikation<br />
3. N-Emission<br />
Potenzielle Nitratkonzentration in Niedersachsen<br />
Basis: FAL-Berechnung<br />
Mai 2006,<br />
Agrarstatistik 2003,<br />
Potentielle Nitratkonzentration<br />
im Sickerwasser (mg/l)<br />
< 25<br />
25 - 50<br />
50 - 100<br />
100 - 150<br />
> 150<br />
4
3. N-Emission<br />
NO3 im Sickerwasser (gemessen)<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
Validierung der potenziellen Nitrat-Konzentration im<br />
Sickerwasser<br />
Lysimeter<br />
Tiefbohrung bis<br />
Gr<strong>und</strong>wasserspiegel<br />
Saugsonden<br />
0<br />
0 50 100 150 200<br />
NO3 im Sickerwasser (berechnet)<br />
Vergleich mit<br />
Mittelwerte aus<br />
Saugsonden, Lysimetern<br />
<strong>und</strong> Tiefbohrungen<br />
3. N-Emission<br />
Validierung der potenziellen Nitrat-Konzentration im<br />
Sickerwasser<br />
Vergleich mit Nitratgehalten in der ungesättigten Zone<br />
(Mittelwerte aus Tiefbohrungen)<br />
Nutzung<br />
Acker<br />
insg.<br />
Grünland<br />
insg<br />
Grünland Geest<br />
Grünland Hofweiden<br />
Brache<br />
Pot. NO3-<br />
Konz.<br />
500 m<br />
Umkreis<br />
104<br />
34<br />
GÜN<br />
Grünland Wiesen, Mähweiden<br />
NO3-<br />
Konz. im<br />
Gr<strong>und</strong>wasser<br />
errechnet im Mittel gemessen<br />
Mittel<br />
37<br />
15<br />
Tiefbohrungen<br />
NO3-Konz. in der ungesättigten<br />
Zone<br />
98<br />
30<br />
19<br />
80<br />
18<br />
min<br />
2<br />
2<br />
2<br />
Median<br />
93<br />
23<br />
15<br />
69<br />
15<br />
max<br />
348<br />
122<br />
61<br />
Anzahl<br />
150<br />
23<br />
19<br />
4<br />
6<br />
5
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
Das NOLIMP-Projektgebiet<br />
NOrth Sea Regional and Local IMPlementation<br />
of the Water Framework Directive<br />
Regionale <strong>und</strong> Lokale Umsetzung der EG-WRRL<br />
im Bereich der Nordsee<br />
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
Nitrat-Immission<br />
• Gr<strong>und</strong>wasser-(Vorfeld)-<br />
Messstellen der<br />
Wasserversorger (OOWV),<br />
des GÜN<br />
•Oberflächennahes<br />
Gr<strong>und</strong>wasser (< 10 m u. GW)<br />
• Mittelwerte mehrjähriger<br />
Zeitreihen<br />
• Einzeluntersuchungen an<br />
Gr<strong>und</strong>wasseroberfläche<br />
6
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
N-Emission = Potenzielle Nitratkonzentration<br />
Potenzielle Nitratkonzentration<br />
im<br />
Sickerwasser (mg/l)<br />
Denitrifikation<br />
[kg/ha*a]<br />
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
Nitrat-Emission<br />
potenzielle Nitratkonzentration<br />
im Gr<strong>und</strong>wasser<br />
• Sehr gering<br />
Moorstandorte mit hohem<br />
Denitrifikationspotenzial<br />
• Unter 50 mg Nitrat / L<br />
Waldstandorte<br />
• 50 – 100 mg Nitrat / L<br />
Acker-Grünland-Mischnutzung<br />
• > 100 mg Nitrat / L<br />
überwiegend Ackernutzung<br />
Landnutzung<br />
7
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
Gr<strong>und</strong>wasserneubildung<br />
•Hoher Anteil der<br />
Gr<strong>und</strong>wasserneubildung am<br />
Gesamtabfluss im Bereich der<br />
Cloppenburger Geest<br />
• Geringer Anteil der GW-<br />
Neubildung im Bereich der<br />
Niederungsbereiche<br />
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
Zonenbildung für<br />
Maßnahmenplanung<br />
• Pot. Nitratkonz unter 50 mg/L<br />
In diesen Gebieten sind keine<br />
Maßnahmen erforderlich oder<br />
sinnvoll<br />
• Pot. Nitratkonz über 50 mg/L<br />
• Maßnahmen zum Schutz der<br />
Oberflächengewässer sinnvoll<br />
• Maßnahmen zum Schutz des<br />
Gr<strong>und</strong>wassers sinnvoll<br />
8
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
Überprüfung an der N-Immission<br />
34 Vorfeldmessstellen,<br />
< 10 m unter GW,<br />
mehrjährige<br />
Daten<br />
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
Überprüfung an der N-Immission<br />
27 Messpunkte,<br />
< 2 m unter GW,<br />
einmalige Erhebung<br />
9
4. NOLIMP: Zielgebiete für Maßnahmen<br />
Überprüfung an der N-Immission<br />
27 Messpunkte, < 2 m unter GW, einmalige Erhebung<br />
5. P-Einträge in Oberflächengewässer<br />
Potenzieller<br />
Phosphoreintrag in<br />
Gewässer durch<br />
Wassererosion<br />
abhängig vom<br />
• P-Gehalt der Böden<br />
• Erosivität der Standorte<br />
•Nähe zu<br />
Oberflächengewässern<br />
10
5. P-Einträge in Oberflächengewässer<br />
Berechnung des Phosphoraustrags über den <strong>Dr</strong>änabfluss<br />
… von Marschen<br />
mittlerer P-Austrag<br />
[kg P/ha × a]<br />
… von Mooren<br />
Acker<br />
Acker<br />
Grünland<br />
Sonstiges<br />
mittlerer P-Austrag<br />
[kg P/ha × a]<br />
Grünland<br />
Sonstige Nutzung<br />
5. P-Einträge in Oberflächengewässer<br />
Phosphoraustrag<br />
über <strong>Dr</strong>äne <strong>und</strong><br />
Grüppen aus<br />
Marschböden<br />
abhängig vom<br />
•Marschenanteil<br />
•Nutzung<br />
(Acker – Grünland)<br />
Marschen<br />
0,5<br />
1,5<br />
0<br />
Hochmoor<br />
14<br />
6,5<br />
1<br />
(Förster, 1997)<br />
Niedermoor<br />
1,3<br />
0,8<br />
0,2<br />
(Scheffer <strong>und</strong><br />
Blankenburg,<br />
2004)<br />
11
5. P-Einträge in Oberflächengewässer<br />
Phosphoraustrag<br />
mit <strong>Dr</strong>änwasser aus<br />
Moorböden<br />
abhängig vom<br />
• Mooranteil<br />
•Nutzung<br />
(Acker – Grünland)<br />
5. P-Einträge in Oberflächengewässer<br />
Aufsummiertes P-Eintragspotenzial in<br />
Oberflächengewässer<br />
• Wassererosion<br />
•über <strong>Dr</strong>äne <strong>und</strong><br />
Grüppen aus Marschen<br />
<strong>und</strong> Mooren<br />
12
5. P-Einträge in Oberflächengewässer<br />
6. Zusammenfassung<br />
Phosphorkonzentrationen in<br />
niedersächsischen Fließgewässern<br />
• Integrierte Vorgehensweise für Maßnahmenplanung<br />
<strong>und</strong> Erfolgskontrolle erforderlich.<br />
•Integration von<br />
Immission (Gr<strong>und</strong>wasserbelastung) <strong>und</strong><br />
Emission (Nährstoffeintrag in das Gr<strong>und</strong>wasser)<br />
• Um- <strong>und</strong> Abbauprozess im Boden beachten<br />
(Denitrifikation, N-Festlegung unter Grünland).<br />
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6. Zusammenfassung<br />
• Emissionsberechnung zur Ausweisung von<br />
Zielgebieten für Maßnahmen.<br />
• Teilgebiete ohne Maßnahmen oder<br />
Teilgebiete mit Maßnahmen<br />
zur Verminderung der Nitratbelastung von<br />
Gr<strong>und</strong>wasser oder<br />
Oberflächenwasser.<br />
6. Zusammenfassung<br />
• Diffuse Belastung von Oberflächengewässern mit<br />
Phosphor im Bereich der Moore <strong>und</strong> Marschen<br />
Norddeutschlands über <strong>Dr</strong>än- <strong>und</strong><br />
Grüppenentwässerung<br />
• Bisher keine Qualitätsziele für<br />
Oberflächengewässer im Rahmen der EG-WRRL.<br />
14
• Vielen Dank<br />
• der EU für die Finanzierung der Arbeiten im<br />
Rahmen des InterregIII Projektes NOLIMP<br />
• <strong>und</strong> Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit<br />
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