Modellierung der Stoffeinträge des deutschen Ostseeeinzugsgebietes

Durch eine Modellierung der Stoffeinträge in die Flusssysteme des deutschen Ostseeeinzugsgebietes wird aufgezeigt, welche Änderungen in den Binnengewässern infolge des Klimawandels zu erwarten sind.

Die Grundlage bildet das Modell MONERIS, welches für alle Flusssysteme des deutschen Ostseeeinzugsgebietes pfadspezifisch den Stoffeintrag mit monatlicher Auflösung in die Oberflächengewässer berechnet. Dabei werden folgende Berechnungen durchgeführt:

1. Berechnung der Stofffrachten in die Oberflächengewässer unter den Bedingungen einer geogenen Hintergrundbelastung ohne Berücksichtigung der anthropogenen Einträge (Referenzzeitraum: um 1900);
2. Berechnungen der Stofffrachten in die Oberflächengewässer eines Referenzzustandes unter Einbeziehung von anthropogenen Einträgen (Referenzzeitraum: um 1900);
3. Auswirkungen von verschiedenen Maßnahmenpaketen zur Stoffeintragsminderung unter den gegenwärtigen Klimabedingungen;
4. Auswirkungen von verschiedenen Maßnahmenpaketen zur Stoffeintragsminderung für künftig zu erwartende Klimabedingungen.

Durch die Bereitstellung der Ergebnisse für eine Modellierung der Küstengewässer und der südlichen Ostsee mit dem Modell ERGOM wird eine integrale Abschätzung von Klimafolgen und Anpassungsstrategien für die Gewässerqualität der Küstenzone der deutschen Ostsee ermöglicht. Der integrierte Modellansatz kann somit die gegenwärtigen Probleme bei der Definition von Referenzwerten und gutem ökologischen Zustand für die Küstengewässer lösen (Punkt a. und b.) sowie den derzeitigen (Punkt c.) und unter veränderten Klimabedingungen realisierten (Punkt d.) Nährstoffeintrag in die Oberflächengewässer und deren Umsetzung in der Ostsee quantifizieren.

Das Teilprojekt trägt mit der Modellierung der Nährstoffeinträge (historisch, aktuell und unter verschiedenen Klimaszenarien) wesentlich zum Prozessverständnis bei. Veränderungen der Gewässerqualität und diesbezügliche Auswirkungen auf die Ostsee (vor allem den Küstenbereich) können aufgezeigt und von anderen Projektpartnern als Grundlage für ihre Modellierungen (u. a. mit dem Modell ERGOM) verwendet werden. Zudem können die Ergebnisse für eine Konkretisierung der Referenzbedingungen und der existierenden Zielvorgaben für den guten ökologischen Zustand der Binnengewässer bei zu erwartenden Klimaveränderungen durch die Landesämter genutzt werden. Dabei werden auch die vorhandenen Netzwerke eingebunden, die im Rahmen der Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie entstanden sind. Weiterhin werden in RADOST auf Grundlage der Modellierungsergebnisse ökonomische Folgen von Veränderungen der Gewässerqualität ermittelt, wie etwa Auswirkungen auf den Tourismus durch vermehrtes Algenwachstum.

Entwicklung des Sub-Modells Retentionsbecken
Auf der Grundlage der Ergebnisse zum Nährstoffreduktionspotential von Retentionsbecken wird ein neues Submodell von MONERIS zur Quantifikation des Verminderungspotenzials verschiedener Maßnahmen zur Beeinflussung von Dränageausträgen entwickelt. Nach Integration des Submodells in das Nährstoffbilanzmodell MONERIS werden für verschiedene Szenarioergebnisse des Modells RAUMIS, welches Nährstoffbilanzen unter unterschiedlichen Bewirtschaftungsmaßnahmen berechnet, und mögliche Klimaveränderungen die möglichen Verminderungen für die Stickstofffrachten der Flüsse und in den Küstenzonen sowie die dafür notwendigen Kosten abgeschätzt. Diese dienen als Grundlage für Handlungsempfehlungen. Die Anpassungsmöglichkeiten durch Maßnahmen im Einzugsgebiet sollen den regionalen und lokalen Akteuren aufgezeigt werden und deren Umsetzung diskutiert werden. Somit werden die potentiellen Veränderungen der Qualität der Oberflächengewässer bzw. der Küstengewässer analysiert und Maßnahmenmöglichkeiten unter Kosten-/Nutzen-Aspekten aufgezeigt. Weiterhin wird durch mögliche Maßnahmen zur Reduktion der Einträge (z. B. durch Bau und Wartung von Retentionsbecken) eine Basis zur Sicherung von Arbeitsplätzen in der Region gelegt.

Die Zielstellung des Teilvorhabens ist ein wesentlicher Bestandteil zur Erreichung der im Rahmenantrag definierten Zielsetzungen des Gesamtvorhabens, indem insbesondere für das Handlungsfeld Gewässermanagement Strategien zur Anpassung der Binnengewässer an den Klimawandel und die daraus entstehenden Veränderungen der Stoffeinträge in die Küstenzone abgeleitet und mögliche Anpassungsmaßnahmen analysiert werden.