Vom Prozessverständnis zum Systemverständnis: Auswirkungen langjähriger Schadstoffeinträge auf die Qualität von Grund- und Oberflächenwasser in Nordostbayern

Presenting person: Dr. Gunnar Lischeid, Abteilung Hydrogeologie, Bitök
Th. 2001-11-08 (16:15), H6

Die Auswirkungen anthropogener Schadstoffeinträge auf die Gewässerqualität in Nordostbayern sind Gegenstand der Untersuchungen der Abteilung Hydrogeologie des BITÖK. Im Schwerpunkt stehen Schwefel- und Stickstoffdepositionen sowie Streusalzeinträge entlang von öffentlichen Straßen. Für die Auswertung der räumlich und zeitlich hoch aufgelösten Messdaten wurden im Rahmen dieser Studien sowohl Prozess-basierte als auch Daten-orientierte Modelle, wie z.B. Künstliche Neuronale Netze, eingesetzt. Ziel ist die widerspruchsfreie Kombination möglichst vieler verschiedener Beobachtungen auf unterschiedlichen Raum- und Zeitskalen innerhalb eines möglichst einfachen konzeptionellen Modells. Besonderer Schwerpunkt wurde auf die Problematik der Eindeutigkeit von Modellparametrisierungen und Modellergebnisse gelegt, sowie auf die explizite Berücksichtigung der Unsicherheiten der Modellaussagen.Als Folge der in den letzten Jahrzehnten deutlich gesunkenen Schwefeleinträge ist im Oberboden und in einzelnen Vorflutern unter bestimmten Abflussbedingungen eine deutliche Abnahme der Sulfatkonzentrationen zu beobachten. Im tieferen Grundwasser nehmen die Konzentrationen aber weiterhin kontinuierlich zu. Das sehr unterschiedliche Verhalten verschiedener Messstellen lässt sich mit einem einfachen Modell erklären. In von Streusalz beeinflussten Grundwassermessstellen wird daneben eine stetige Zunahme der Chlorid-Gehalte beobachtet. Die kurzfristige Dynamik der Nitratkonzentrationen in verschiedenen Vorflutern lässt sich mit einem empirischen Modell beschreiben. Für die Stickstoff-Bilanz der untersuchten Einzugsgebiete spielt Denitrifikation in einzelnen anoxischen Bereichen, z.T. weit unterhalb der Wurzelzone, offensichtlich eine wichtige Rolle. Aufgrund der umfangreichen Datensätze ist es möglich, aus der Vielzahl bekannter Prozesse die auf der jeweiligen Beobachtungsskala vorherrschenden zu identifizieren. Damit ist die Voraussetzung für eine quantitative Abschätzung der mittefristigen Entwicklung der Gewässerqualität und für die Identifizierung besonders sensibler Bereiche gegeben.

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