FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Mit CausaLim indizierte Gewässerbelastungen im

Abgleich mit modellierten Daten

Vergleich detaillierter Nachweisverfahren nach BWK-Merkblatt 3 für das Morsbacheinzugsgebiet

Wuppertal, 12.02.2008

Auftraggeber: Bearbeitung: Martin HalleAndreas Müller

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

MZB-Taxaliste im Asterics-Format

Ökovalenzverteilungen (Längszonale Präferenzen, Strömungspräferenzen,

Habitatpräferenzen und Ernährungstypen)

Charakterisierung der MZB-Taxa durch ihre ökologischen Valenzen

(10- Punkte-Zuordnung)

Verteilungsabgleich mit Klassifizierung der Abweichungsbeträge der Einzelmetrices von

den gemittelten Referenzmetrices(Klassenbreite = Standardabweichung)

Belastungsarten mit gewässertyp- und belastungsartspezifischen Wich-tungen für Zu- oder Abnahmen der

Einzelmetrices gegenüber den gemittelten Referenzmetrices

Gesamtbelastungsscore Einzelbelastungsscores für die jeweiligen definierten Belastungsarten

INPUT

OUTPUT

CausaLim

Referenz-Ökovalenzverteilungen je Gewässertyp (Mittelwerte von je ≥ 10 Probestellen

mit Modul „allgemeine Degradation“ = „sehr gut“)

MZB-Erhebung und Bestimmungeiner Probestelle gem. Perlodes

der Einzelbelastungsscores

CausaLim-Verfahrensschema

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

CausaLim-Score "Hydromorphologische Gesamtbelastung" (Y) gegen Perlodes-Score "Allgemeine Degradation" (X)

y = 1854,1x2 - 4516,6x + 2669,8

R2 = 0,9085

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Perlodes-Score "Allgemeine Degradation"

Ca

usaL

im-S

core

"H

ydro

mor

phol

ogi

sch

e G

esa

mtb

ela

stun

g"

Morsbach-Probestellen & Referenzprobestellen (FG-Typ 5)

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

MZB-Taxaliste im Asterics-Format

Ökovalenzverteilungen (Längszonale Präferenzen, Strömungspräferenzen,

Habitatpräferenzen und Ernährungstypen)

Charakterisierung der MZB-Taxa durch ihre ökologischen Valenzen

(10- Punkte-Zuordnung)

Verteilungsabgleich mit Klassifizierung der Abweichungsbeträge der Einzelmetrices von

den gemittelten Referenzmetrices(Klassenbreite = Standardabweichung)

Belastungsarten mit gewässertyp- und belastungsartspezifischen Wich-tungen für Zu- oder Abnahmen der

Einzelmetrices gegenüber den gemittelten Referenzmetrices

Gesamtbelastungsscore Einzelbelastungsscores für die jeweiligen definierten Belastungsarten

INPUT

OUTPUT

CausaLim

Hydromorphol. Gesamtbelastungsgrad(5-stufig von „sehr gering“ bis „sehr hoch“ vergleichbar

mit den Bewertungsklassen des Moduls „Allgem. Degradation“ von Perlodes/Asterics)

Anteile der Einzelbelastungen an der Gesamtbelastung

(%/Klassen)

Belastungsstufen der Einzelbelastungen(5-stufig von „sehr gering“ bis „sehr hoch“)

Referenz-Ökovalenzverteilungen je Gewässertyp (Mittelwerte von je ≥ 10 Probestellen

mit Modul „allgemeine Degradation“ = „sehr gut“)

MZB-Erhebung und Bestimmungeiner Probestelle gem. Perlodes

der Einzelbelastungsscores

CausaLim-Verfahrensschema

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Hydromorph. Gesamt-belastung CausaLim-Score

Hydraulische Stoßbelastung

Vermind. Fließge-schwindigkeit bei MNQ bis MQ

Erhöhter organ. Feinsedimentanteil

Sonstige Struktur-belastungen

Mo01 161 67 94 0 0Mo02 409 241 112 56 0Mo03 353 97 102 26 128Mo04 492 64 131 118 179Mo04A 749 217 322 209 0Mo05 kA kA kA kA kAMo06 1288 452 634 202 0Mo07 1071 312 337 422 0Mo08 821 244 375 88 113Mo09 2093 571 729 295 498Mo09A 1438 219 613 197 409Mo10 580 183 140 212 45Mo10A 1991 443 690 678 180Mo11 1337 347 296 173 522Mo12 kA kA kA kA kAMo13 kA kA kA kA kAMo14 1237 212 613 412 0Mo15 kA kA kA kA kAMo16 1223 252 397 574 0Mo17 1621 269 429 844 79Mo18 201 37 156 0 8Mo19 450 98 125 71 156Mo19A 1533 292 385 856 0Mo20 1159 146 309 703 0Mo21 1443 153 406 803 81Mo21A 446 4 222 219 0Mo21B 1240 208 397 588 47Mo22 1392 183 444 711 54Mo22A 777 52 163 492 70

0 - <243 0 - <243243 - <627 243 - <627

627 - <1160 627 - <11601160 - <1841 1160 - <1841

>=1841 >1841 sehr hohe Belastung

keine signifikante bis sehr geringe Belastunggeringe Belastungmäßige Belastunghohe Belastung

CausaLim Teilbelastungs-ScoresProbe-stellen

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Teilbelastung hydraulische Stoßbelastung

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Modellergebnisse HQ1ist zu HQ2pnat [%-Klassen von Hydrotec,

blau: ≤ 100 %]

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Modellergebnisse HQ1ist zu HQ2pnat [biologisch validierte %-Klassen,

Voraussetzung: mindestens mittlere Ausuferbarkeit, blau: ≤ 140 %]

Einleitung > 300 l/s

1 <140 %2 140 - <235 %3 235 - <366 %4 366 - <535 %5 >535 %

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Ausuferbarkeits-Index aus Index-Werten ausgewählter Einzelparameter der Strukturkartierung

Ermittlung eines Indexes für die Ausuferbarkeit aufgrund von Strukturdaten 1. Mittelwert aus EP41index (Profiltyp) und EP42index (Profiltiefe) = Index4 (Profil) 2. Mittelwert aus EP61lindex (Flächennutzung links) und eP61rindex

(Flächennutzung rechts) = Index61 (Flächennutzung) 3. Mittelwert aus EP62lindex (Randstreifenbreite links) und EP62rindex

(Randstreifenbreite rechts) = Index62 (Randstreifenbreite) 4. Mittelwert aus Index61 (Flächennutzung) und Index62 (Randstreifenbreite) =

Index6 (Flächenpotenzial) 5. Mittelwert aus Index4 (Profil) und Index6 (Flächenpotenzial) = Index4_6

(Ausuferbarkeit) Formel in ArcView Field Calculator: ((([Ep41index] + [Ep42index])/2)+(([Ep61lindex] + [Ep62lindex] + [Ep61rindex] + [Ep62rindex])/4))/2

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Ausuferbarkeit [3-stufig: gering: dunkel-lila, mittel: hell-lila, hoch: blau] aus Strukturkartierungsdaten

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Teilbelastung hydraulische Stoßbelastung

Regeln zur Ermittlung der MZB-relevanten hydraulischen Belastungen im Morsbachsystem (pro 100 m-Strukturkartierungsabschnitt) Grundlage:

(a) HQ1ist/HQ2pnat-Prozentwerte (b) Ausuferbarkeits-Index (gering [Kl. 1-3], mittel [Kl. 4], hoch [Kl. 5-7])

HQ1ist/HQ2pnat Ausuferbarkeit Belastungsklasse Belastungsgrad

< 140 % ≥ mittel 1 keine bis sehr geringe Teilbelastung

< 140 % gering 2 geringe Teilbelastung

≥ 140 - < 235 % ≥ mittel 2 geringe Teilbelastung

≥ 140 - < 235 % gering 3 mäßige Teilbelastung

≥ 235 - < 366 % ≥ mittel 3 mäßige Teilbelastung

≥ 235 - < 366 % gering 4 hohe Teilbelastung

≥ 366 - < 535 % - 4 hohe Teilbelastung

≥ 535 % - 5 sehr hohe Teilbelastung

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Teilbelastung hydraulische Stoßbelastung (regelbasiert vom HQ1ist/HQ2pnat-Verhältnis und der Ausuferbarkeit abgeleitet)

Einleitung > 300 l/s

Modellergebnisse + Ausuferbarkeit

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Score im oberen Bereich der Klasse „gering“, daher nur geringfügig besser als Modellergebnisse erwarten lassen

Rückstau bei HW reduziert biol. indizierbare Stoßbelastung auf „gering“

Biologie indiziert eine Klasse höhere Belastung als die Modellergebnisse erwarten lassen

Biologie indiziert zwei Klassen geringere Belastung als die Modellergebnisse erwarten lassen

Teilbelastung hydraulische Stoßbelastung (regelbasiert vom HQ1ist/HQ2pnat-Verhältnis und der Ausuferbarkeit abgeleitet) im Vergleich mit punktuellen CausaLim-Ergebnissen

Einleitung > 300 l/s

Modellergebnisse + Ausuferbarkeit

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Teilbelastung organische Sedimentanreicherung

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Teilbelastung reduzierte Fließgeschwindigkeit bei MNQ bis MQ

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Teilbelastung sonstige Strukturbelastungen

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Bewertung der Hydromorphologie-Gesamtbelastung gem. CausaLim

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Bewertung der Allgemeinen Degradation gem. Perlodes

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Gesamtbewertung der Hydromorphologie (Experteneinstufung)

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Bewertung des Perlodes-Moduls Saprobie

Einleitung > 300 l/s

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Fazit hinsichtlich der ausschlaggebenden Stressoren die die

Zielerreichung gem. EG-WRRL im Ist-Zustand verhindern:

1. Die Oberläufe einiger Seitenzuflüsse sind so stark degradiert, dass sich hier keine Teilbelastungsanteile differenzieren lassen.

2. In den biologisch hinsichtlich indizierbarer Einzelbelastungen auswertbaren Gewässerabschnitten ergibt sich folgende Reihenfolge der Belastungsintensitäten (abnehmend): (1) „erhöhte organische Feinsedimentbelastung“, (2) „verminderte Fließgeschwindigkeiten bei MNQ bis MQ“, (3) „hydraulische Stoßbelastungen“, (4) „sonstige strukturelle Belastungen“.

3. Insbesondere im Mittel- bis Unterlauf spielt die hydraulische Belastung keine oder kaum eine Rolle.

FE

-Mo

rsb

ac

h

ub

e-P

räs

en

tati

on

1

2.0

2.2

00

8

Allgemeine Degradation Perlodes-Score

Hydromorph. Gesamt-belastung CausaLim-Score

Hydromorph. Gesamtbe-wertung

Ausuferbarkeit (3-stufig) gem. Ein-zelstrukturparamet.

NA-Modelldaten: HQ1ist zu HQ2pnat [%]

Hydraulische Stoßbelastung

Vermind. Fließge-schwindigkeit bei MNQ bis MQ

Erhöhter organ. Feinsedimentanteil

Sonstige Struktur-belastungen

Mo01 0,61 161 1 mittel 62,0 67 94 0 0Mo02 0,60 409 2 hoch 97,8 241 112 56 0Mo03 0,64 353 2 hoch 105,7 97 102 26 128Mo04 0,57 492 2 mittel 98,6 64 131 118 179Mo04A 0,54 749 3 mittel 98,4 217 322 209 0Mo05 kA kA 5 gering 431,0 kA kA kA kA

Mo06 0,29 1288 4gering

(+ Rückst.bei HQ) 321,2 452 634 202 0Mo07 0,49 1071 3 mittel 141,5 312 337 422 0Mo08 0,32 821 3 gering 44,5 244 375 88 113Mo09 0,12 2093 5 gering 157,2 571 729 295 498Mo09A 0,43 1438 4 mittel 129,2 219 613 197 409Mo10 0,60 580 2 hoch 268,4 183 140 212 45Mo10A 0,34 1991 4 hoch 158,2 443 690 678 180Mo11 0,34 1337 4 mittel 142,2 347 296 173 522Mo12 kA kA 5 mittel 935,5 kA kA kA kAMo13 kA kA 5 gering 766,7 kA kA kA kAMo14 0,31 1237 4 mittel 129,5 212 613 412 0Mo15 kA kA 5 gering 452,5 kA kA kA kAMo16 0,38 1223 4 gering 119,7 252 397 574 0Mo17 0,28 1621 4 gering 116,1 269 429 844 79Mo18 0,71 201 1 hoch 93,5 37 156 0 8Mo19 0,68 450 2 hoch 92,4 98 125 71 156Mo19A 0,45 1533 4 hoch 108,5 292 385 856 0Mo20 0,48 1159 3 mittel 108,7 146 309 703 0Mo21 0,38 1443 4 mittel 109,7 153 406 803 81Mo21A 0,65 446 2 mittel 126,0 4 222 219 0Mo21B 0,49 1240 3 hoch 109,1 208 397 588 47Mo22 0,31 1392 4 mittel 107,8 183 444 711 54Mo22A 0,48 777 3 hoch 109,4 52 163 492 70

>0,8 bis 1 0 - <243 sehr gut <140 % 0 - <243>0,6 bis 0,8 243 - <627 gut 140 - <235 % 243 - <627>0,4 bis 0,6 627 - <1160 mäßig 235 - <366 % 627 - <1160>0,2 bis 0,4 1160 - <1841 unbefriedigend 366 - <535 % 1160 - <1841

<=0,2 >=1841 schlecht >535 % >1841

CausaLim Teilbelastungs-ScoresAusuferbarkeit und HQ1ist/Hq2pnat

Probe-stellen

Hydromorphologie-Bewertung

sehr hohe Belastung

keine signifikante bis sehr geringe Belastunggeringe Belastungmäßige Belastunghohe Belastung