Ökologie-Zentrum der Universität Kiel:

"Pufferzonenmanagement für Talniederungen am Beispiel des Einzugsgebietes Buckener Au/Obere Stör (Schleswig-Holstein)"

 

Projektleitung:

Dr. W. Kluge

 winfrid@pz-oekosys.uni-kiel.de

 

Wissenschaftlicher Mitarbeiter:

Dipl.-Geol. M. Martini

 manfredm@pz-oekosys.uni-kiel.de 

 

1.Problemstellung und Zielsetzung  

In den breiten, nahezu ebenen und überwiegend entwässerten Talniederungen des norddeutschen Tieflandes gelangen die diffusen Nährstoffeinträge zum überwiegenden Teil über den Grundwasserpfad und als Drän- und Grabenabflüsse in die Fließgewässer (Jelinek 1999). Durch eine Vielzahl wasserwirtschaftlicher und kulturtechnischer Maßnahmen haben die Talniederungen mit ihren vernäßten Flächen und Mooren ihre natürliche Retentionsfunktion weitgehend verloren oder wirken sogar selbst als Stoffquellen. Obwohl die in den Feuchtgebieten kleinräumig ablaufenden Prozesse weitgehend bekannt sind, fehlt es immer noch an gebietsrepräsentativen validen Kennwerten und Modellen, die reale Puffer- und Retentionsfunktionen von unterschiedlich intensiv entwässerten und genutzten Feuchtgebieten und gesamten Talniederungen beschreiben.

Ziel des Teilprojektes ist es, eine Methode zu entwickeln, mit der über eine hydrogeologisch-standortkundliche und hydrologisch-hydrochemische Typisierung der Talniederungen mit ihren unterschiedlich genutzten Feuchtgebieten (1) die Identifizierung nährstoffaustragsgefährdeter Areale in der Landschaft sowie (2) die Abschätzung der stofflichen Wirksamkeit von Managementmaßnahmen aus der Sicht des integrierenden Gewässerschutzes möglich ist. Nach Übertragung/Verallgemeinerung der im Gebiet der Buckener Au erzielten Ergebnisse auf das Gesamtgebiet der oberen Stör werden praxisnutzbare Entscheidungskriterien zur Auswahl sensitiver Flächen und zur Ableitung integrierter Managementkonzepte unter besonderer Berücksichtigung der Niederungssysteme erarbeitet.

Abb.1: Bis an den Gewässerrand landwirtschaftlich genutzte Talniederung mit tief eingeschnittenem Vorfluter"

 

 

2.Das Untersuchungsgebiet - Eckdaten  

Als Beispielsgebiet für die Anwendung des Konzeptes wurde das Einzugsgebiet „Buckener Au“ ausgewählt. Die Buckener Au ist ein Teileinzugsgebiet der Oberen Stör, die aufgrund der Meßreihen des Stör-Projektes (Ripl et al. 1996) über einen umfangreichen Datenfundus verfügt, und deshalb zur Erstanwendung besonders geeignet ist.

Das EZG „Buckener Au“ - Steckbrief

Lage: ca. 20 km westlich von Neumünster im Naturpark Aukrug; größter Ort im Gebiet: Hohenwestedt

Größe: ca. 60 km²

Naturraum: Hohe Geest

Geologie: Gletscherzungenbecken des Warthestadiums, jüngster Vorstoß im Saaleglazial

Geomorphologie: Bis zu 75 m ü NN hohe Stauchmoränenwälle umrahmen die ca. 20 km² nach NE geöffnete Niederungsfläche

Gewässernetz: Buckener Au ca. 10 km, Gewässer gesamt ca. 131 km

Nutzung: Acker 44,1 %, Grünland 29,6 %, Wald 20,3 %, Siedlung 3,6 %, Fischteiche 1,3 %, Moor 0,8 %, Andere 0,3 %

Hydrologie: 5 Pegelmeßstellen des Landes im Hauptgewässer

Gewässerchemie: 7 hydrochemische Meßstellen des Stör-Projektes (1991-1994, alle 2 Monate beprobt)

Digitale Karten: DHM (50 m Raster), Bodenkarte, Nutzungskarte, Gewässernetz, ATKIS-Karte

 

 

3.Arbeiten im Einzugsgebiet      

 Geländearbeiten

·        Quartärgeologische Geländeaufnahme auf ca. 25 % der Gesamtfläche

·        Befragung der Landwirte zur Art der Landnutzung, Düngung und Melioration

·        Monatliche Beprobung und Bilanzierung der Nährstoffausträge aus Kläranlagen

·        Beprobung von Quellen, Bächen, Gräben und Dränagen (jeweils Herbst, Winter, Frühjahr und Sommer 1999)

·        Kartierung und Stichtagsbeprobung von ca. 100 Quellen im Einzugsgebiet

·        Untersuchung des oberflächennahen Grundwassers an verschiedenen Niederungsstandorten

·        Erstellung einer Torfmächtigkeitskarte aus ca. 500 Bohrungen in der Niederung

·        Erstellung eines Dränageplans als ein Ergebnis der Befragung

 

Modellierung und Bilanzierung

·        Ermittlung der unterirdischen Einzugsgebietsgrenzen mit dem analytischen Grundwassermodell TWODAN (Fitts 1995)

·        Auswertung des Abflußverhaltens der Buckener Au mit dem Einzelspeichermodell DIGFA (Schwarze 1989)

·        Modellierung des Zeit-Übertragungsverhaltens von Stickstoff im Grundwasser mit MODFLOW/MT3D (Harbaugh & McDonald 1996)

·        Abgrenzung der unterirdischen Teileinzugsgebiete für die 7 hydrochemischen Meßstellen des Stör-Projektes

·        Bilanzierung des Stickstoffaustrages für die 7 hydrochemischen Meßstellen des Stör-Projektes und Zuweisung von Retentionswerten

·        Auswertung der quartärgeologischen Untersuchungen und Ableitung verschiedener Niederungstypen

·        Berechnung der Stickstoff-Leaching-Raten für die Niederungen der 7 Meßstelleneinzugsgebiete

·        Historische Recherche zur Entwicklung des Einzugsgebietes

 

 

4.Projektinterne Kooperationen   

·        Modellierung der Stickstoffeinträge in das Grundwasser mit dem Stickstoffmodell HERMES (Dr. K-C. Kersebaum/ZALF)

·        Niederschlags-Abflußmodellierung mit ARC/EGMO (Dr. W. Lahmer/PIK)

·        Berechnung der Stofftransformationen im Gewässer (Dr. H. Behrendt/IGB)

·        Überarbeitung des Abwasserlastplans zur Buckener Au (G. Ingwersen/STUA Kiel)

 

5.Ergebnisse    

Die wichtigsten Teilergebnisse wurden ausführlich in dem WASTOR-Zwischenbericht 1999 dargelegt.

 

Teilbericht 1999 downloaden