Wasserwirtschaft und Hydrosystemmodellierung

Einbau leitbildkonformer Ersatzstrukturen in die Panke und Optimierung ihrer Wirksamkeit

Motivation und Zielsetzung

Im Jahr 2000 ist die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) in Kraft getreten. Diese fordert das Erreichen eines guten chemischen und ökologischen Zustands für sämtliche Gewässer bis zum Jahr 2015, wobei hydrologisch / hydraulische, chemische, morphologische und gewässerökologische Kriterien einzuhalten sind (siehe Bild 2).

Im UEPII-Projekt sollen leitbildkonforme Ersatzstrukturen im stark urban geprägten Unterlauf der Panke (Bild 1) auf der Grundlage des bereits erarbeiteten Gewässerentwicklungskonzepts eingebaut und hinsichtlich ihrer umweltentlastenden Wirkungen im Sinne der Zielerreichung nach EG-WRRL optimiert werden. Für eine gezielte Planung werden verschiedene interagierende Modellierungs- und Prognosewerkzeuge (u.a. hydrologische Modellierung, hydronumerische Modellierung (2D), Habitatmodellierung, gewässerökologische Wirkungsanalyse) eingesetzt (siehe Bild 3). Anhand von Feldmessungen werden die ökologischen Wirkungen der eingebauten leitbildkonformen Ersatzstrukturen nachgewiesen und dokumentiert. Innovative Aspekte umfassen die Kopplung von hydronumerischen Modellen mit dem Habitatmodell für diese Aufgabenstellung sowie das Parametrisieren ausgewählter Ersatzstrukturen.


 

Arbeitsprogramm

Die Gesamtlaufzeit des Projektes beträgt gut 3,5 Jahre. Folgende Projektphasen stehen dabei im Focus:

P I       Vorbereitung

P I.1 Ist-Zustandserfassung (Vermessung, Monitoring und Modellierung)

P I.2 Design. Variantenmodellierung sowie Genehmigungs-/Ausführungsplanung

P II      Einbau der leitbildkonformen Ersatzstrukturen, Bauleitung / ökol. Baubegleitung und Kontrollmessung nach Einbau

P III     Erste Erfolgsprüfung 9 bis 12 Monate nach Einbau

P III.1 Erfolgserfassung (Vermessung, Monitoring und Modellierung)

P III.2 Auswertungen, Erfolgsbeurteilung

P IV     Zweite Erfolgsprüfung 18 bis 24 Monate nach Einbau (Vermessung, Monitoring und Modellierung)

P V      Gesamtauswertung, Erfolgsbeurteilung, Unterhaltungs- und Pflegeempfehlungen, Unterhaltungsbegleitung sowie Berichterstellung

Aufgabenschwerpunkte Umweltbüro Essen

  • Datenbereitstellung (Daten und Ergebnisse GEK Panke)
  • Design und Modifikation der Ersatzstrukturen
  • Auswahl der Einbaustandorte
  • Dimensionierung und Optimierung der Ersatzstrukturen
  • Biologisches Vor- und Wirkungsmonitoring

Aufgabenschwerpunkte TU Berlin, FG Wasserwirtschaft und Hydrosystemmodellierung

  • Projektleitung, -koordination und –steuerung
  • Strömungsmodellierungen (Ist- und Planzustand)
  • Modellierung von Transportprozessen
  • Kopplung mit Habitatmodell
  • Monitoring/Überwachung der Untersuchungsstrecken während und nach Einbau der leitbildkonformen Ersatzstrukturen
  • Datenmanagement (GIS- und Datenbankaufbau sowie –pflege)
  • Zusätzlich: Weitergehende Untersuchungen zu Möglichkeiten der Turbulenzabbildung bzw. –simulation an den Ersatzstrukturen mit hydronumerischen 2D-Modellen

Aufgabenschwerpunkte Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH

  • Datenbereitstellung (Daten und Ergebnisse GEK Panke)
  • Entwicklung des Designs der Ersatzstrukturen
  • Vergleichende 1D-Modellierungen
  • Hydrologische Modellierung und Datenerfassung

Aufgabenschwerpunkte Schneider und Jorde Ecological Engineering GmbH

  • Kartierung Substratverlauf
  • Entnahme von Substratproben aus der Panke
  • Vermessung der eingebauten Strukturen
  • Lokale Strömungsmessungen (Planzustand)
  • Habitatmodellierung (Ist- und Planzustand)

Aufgabenschwerpunkte Landschaft planen + bauen

  • Genehmigungsplanung
  • Durchführungsplanung
  • Begleitung des Einbaus der Ersatzstrukturen
  • Erarbeiten einer Empfehlung für Gewässerunterhaltung

Aufgabenschwerpunkte BTU Cottbus, Lehrstuhl Gewässerschutz

  • Entwicklung des Designs der Ersatzstrukturen
  • Analyse Substratverteilung
  • Qualitätsbestimmung der Sohlenhabitate (Ist- und Planzustand)
  • Vermessung der Einbaustandorte der Ersatzstrukturen

Termine

Vorträge

  • Dipl.-Ing. C. Lange, Prof. Dr.-Ing. R. Hinkelmann (TU Berlin) "Model-based design for restoration of a small urban river", 35th IAHR World Congress September 8-13, 2013, Chengdu, China

Publikationen