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Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Interaktion Gewässer - Grundwasser Diffuser Stoffeintrag in Oberflächengewässern Stickstoff- und Phosphoreintrag in Gewässern.

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1 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Interaktion Gewässer - Grundwasser Diffuser Stoffeintrag in Oberflächengewässern Stickstoff- und Phosphoreintrag in Gewässern Vorlesung 7 Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie II Themen:

2 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Lehrziele der Veranstaltung Sie leiten selbstständig Maßnahmen zur Reduzierung der Stoffeinträge in Fließgewässern ab. Sie kennen die Größenordnungen derartiger Stoffeinträge. analysieren anwenden verstehen erinnern erschaffen bewerten Sie kennen die Quellen der Stoffeinträge. Sie verstehen die Unterschiede von diffusen und punktuellen Stoffeinträgen.

3 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: Springer Verlag Schemazeichnung Grundwasser

4 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: Frater nach Press/Siever Grundwasserneubildung

5 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: Frater nach Press/Siever Grundwasserzehrung

6 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: Klett-Perthes Karstuntergrund und Grundwasserspeicher

7 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Grundwasserebene ▼ Grundwassergleichen Das Grundwasser wird durch flächen- haft exfiltrierendes Flusswasser auf- gehöht. Es handelt sich hierbei um einen influenten Fluss ( =wasserabgebend) unbeeinflusster Grundwasserstand Influente Verhältnisse Wie sieht die resultierende Grundwasserisolinie aus ? Zeichnen Sie diese ein.

8 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Grundwasserebene ▼ Grundwassergleichen Das Grundwasser wird durch flächen- haft exfiltrierendes Flusswasser auf- gehöht. Es handelt sich hierbei um einen influenten Fluss ( =wasserabgebend) unbeeinflusster Grundwasserstand Influente Verhältnisse

9 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken ▼ Das Gewässer schneidet den Grundwasserleiter an, so dass flächen- haft Grundwasser in das Gewässer austritt. Es handelt sich um effluentes Grund- wasser. (effluieren = ausfließen) Grundwasserebene Grundwassergleichen unbeeinflusster Grundwasserstand Effluente Verhältnisse

10 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Grundwasserebene Phosphat Eintrag (via Erosion) vorwiegend oberflächennahe, horizontale Fliessprozesse Stickstoff Eintrag (via Bodenpassage) vorwiegend vertikale Fliessprozesse zum Grundwasser und von dort in die Gewässer Diffuser Stoffeintrag in Oberflächengewässer

11 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Stoffeinträge durch Regen und direkte Bodenbelastung Intensiv belebte Bodenzone Ungesättigter Bereich Grundwasserspiegel Gesättigter Bereich (Grundwasserleiter) Grundwasser- hemmschicht Physikalische Filterwirkung Adsorption und Resorption von Stoffen Physikalische Reinigung durch Bodenmatrix Umbau und Ausfällung von Stoffen Veränderungen des chemi- schen Milieus während der Bodenpassage Verdunstung Aufnahme von Nährstoffen und Wasser Bildquelle: LfU Bayern Intensiv belebte Bodenzone: biologische Stoffumsetzungen, biologische Reinigung Boden als Filter

12 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken geringgroß WieseWeideGetreide Hackfrüchte (Rüben,Kartoffeln) Mais Gemüse, Obst, Weinbau Gewässergefährdung durch landwirtschaftliche Kulturen

13 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Beispiel für Stoffstrommodellierung Landesweite Simulation der Stoffströme für Stickstoff und Phosphor zur Abbildung der Einträge in Fließgewässer Stickstoff-Transportmodell GROWA- DENUZ/WEKU Phosphor-Modellierung mit MEPhos

14 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken ▼ Grundwasserebene Gesamtmenge der jährlichen Einträge: t/Jahr t/Jahr Diffuse EinträgePunktförmige Einträge Quellen: Landwirtschaft 67% Atmosphärische Disposition 1% urbane Flächen 4% Quellen: Kommunale Kläranlagen 25% indirekte Industrie- einleitung 3% Insgesamt 72% Insgesamt 28% Stickstoffeintrag in Gewässer

15 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Grundwasserebene Diffuse EinträgePunktförmige Einträge Quellen: Landwirtschaft 55% Atmosphärische Disposition <0,5% urbane Flächen 11% Quellen: Kommunale Kläranlagen 31% indirekte Industrie- einleitung 3% Gesamtmenge der jährlichen Einträge: t/Jahr t/Jahr Insgesamt 66% Insgesamt 34% ▼ Phosphoreintrag in Gewässer

16 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Grundwasserebene Die landwirtschaftlichen Einträge in der Größenordnung von t/Jahr unterteilen sich wie folgt: Abschwemmung 3% Dränung 22% Erosion 3% Grundwasser 72% ▼ Landwirtschaftlicher Stickstoffeintrag in Gewässer

17 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Grundwasserebene Die landwirtschaftlichen Einträge in der Größenordnung von t/Jahr unterteilen sich wie folgt: Abschwemmung 17% Dränung 17% Erosion 39% Grundwasser 27% ▼ Landwirtschaftlicher Phosphoreintrag in Gewässer


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