Vorlesung Ingenieurhydrologie Vorlesung 6 Themen: Strahlwirkungskonzept Definitionen Strahlursprung, Strahlweg, Trittsteine Bedingungen für die Strahlwirkung

Lehrziele der Veranstaltung erschaffen bewerten analysieren anwenden verstehen Sie verstehen die Parameter, die Einfluss auf die Strahlursprünge und Trittsteine haben. erinnern Sie kennen die Grundannahmen des Strahlwirkungsprinzipes.

Definition der Strahlwirkung „Als Strahlwirkung wird die positive Wirkung naturnaher Gewässerabschnitte bezeichnet, die diese auf benachbarte, strukturell überprägte Gewässerabschnitte ausüben“ „Diese Strahlwirkung beruht auf der aktiven und passiven Migration von Tieren und Pflanzen im Gewässer oder Gewässerumfeld“ Quelle: Deutscher Rat für Landschaftspflege, 2008

Definition der Strahlwirkung … oder Das Strahlwirkungsprinzip besagt, … dass optimale Lebensraumbedingungen und –gemeinschaften in Fließgewässern positive Wirkungen auf angrenzende Gewässerbereiche ausstrahlen und so zu deren Verbesserung führen können. Die Verbesserung erfolgt durch die Wanderung und Verdriftung von Tieren (Makrozoobenthos & Fische) und Pflanzen.

Definition der Strahlwirkung … oder Gewässerabschnitte, die in Bezug auf die Habitatstruktur und die Bioszönosen den guten ökologischen Zustand aufweisen, führen durch Migration zu einer Verbesserung der abiotischen und biotischen Bedingungen in angrenzenden Gewässerabschnitten.

Definition der Strahlwirkung … oder „Ein naturnaher Gewässerabschnitt, der sich durch eine dem Gewässertyp entsprechende stabile, arten- und individuenreiche Biozönose auszeichnet, kann auf benachbarte Gewässerabschnitte eine positive Strahlwirkung haben.“ „Beim Strahlursprung handelt es sich grundsätzlich um Fließgewässerstrecken, die sich in sehr gutem oder gutem Zustand befinden und eine vom Gewässertyp abhängige Mindestgröße aufweist.“ „Der Strahlursprung kann im Hauptlauf des Fließgewässers lokalisiert sein oder in einmündenden Nebengewässern, Altwässern oder anderen Gewässerbereichen (z. B. Buhnenfelder).“ Quelle: Glossar Flussgebiete NRW

Funktionselemente der Strahlwirkung Das Strahlwirkungs- und Trittsteinkonzept setzt sich aus folgenden Funktionselemente zusammen: … Strahlursprung … Strahlweg … Trittsteine … Degradationsstrecken

Grundidee Bildzitat: LANUV Arbeitsblatt 16 (nach DRL 2008)

Das Strahlwirkungsprinzip Strahlweg Strahlursprung

Trittsteine Strahlursprung

Strahlweg mit Störung [Durchgängigkeit] X Strahlursprung

Strahlwirkung aus Nebengewässer X Strahlursprung

Definition Strahlursprung Ein Strahlursprung ist ein Gewässerabschnitt … … aus dem positive Umweltbedingungen in andere Gewässerabschnitte transportiert werden (=> abiotische Strahlwirkung) … aus dem gegebenenfalls Organismen in andere Gewässerabschnitte migrieren (=> biotische Strahlwirkung)

Definition Strahlursprung Es wird unterschieden zwischen … Strahlursprüngen => müssen sowohl eine abiotische als auch eine biotische Strahlwirkung aufweisen potenzielle Strahlursprünge => stellen nur eine abiotische Strahlwirkung bereit

Definition Strahlweg Der Strahlweg umfasst diejenigen Gewässerabschnitte … … auf die sich die positiven Umweltbedingungen der Strahlursprünge auswirken … in die die Organismen des Strahlursprungs einwandern

Definition Strahlweg Unterschieden werden die Strahlwegen in … Aufwertungsstrahlwege …. Gewässerabschnitte, die eine Ansiedlung typspezifischer Organismen erlauben Durchgangsstrahlwege … Gewässerabschnitte, die nur eine Durchgangsfunktion aufweisen und deren Habitat- und Besiedlungsverhältnisse nicht durch den Strahlursprung verbessert werden

Definition Trittstein Als Trittsteine fungieren … ... einzelne Gewässerelemente im Strahlweg, die Habitate für eine vorübergehende An- und Besiedlung darstellen und die Durchwanderbarkeit erleichtern ... anteilige Gewässerabschnitte im Strahlweg, die naturnahe morphologische Bedingungen aufweisen (aber die Mindestlängen für Strahlursprüngen nicht erreichen) ... einzelne besondere Gewässerstrukturelemente

Definition Degradationsstrecken Als Degradationsstrecken werden Gewässerabschnitte bezeichnet … ... die die Mindestanforderungen an Strahlursprünge, Strahlwege und Trittsteine aufgrund von Restriktionen verfehlen. (speziell im Hinblick auf die Durchgängigkeit, das typspezifische Sohlsubstrat und den Rückstau)

Wanderung und Drift Bildzitat: Deutscher Rat für Landespflege, 2008

Ausbreitungsdistanzen 100 m 1 km 10 km Drift Flugausbreitung Aufwärtswanderung Hydrochorie (Fragmente) Zoochorie Hydrochorie (Turionen, Samen) ? Kompensations- wanderung Laichwanderung konkurrenzbedingte Wanderung Wanderung zwischen Teilhabitaten Makrophyten Makro- zoobenthos Fische Bildzitat: LANUV Arbeitsblatt 16

Räumliche Abgrenzung Für die Anwendung des Strahlwirkungs- und Trittsteinkonzeptes werden die Teileinzugsgebiete auf der Einzugsgebietsebene der Oberflächenwasserkörper abgegrenzt. Bildzitat: LANUV

Definition typspezifisches Arteninventar Das typspezifische Arteninventar … ... bildet den Bestand an gewässertypspezifischen Arten ab ... ist die wesentliche biologische Grundvoraussetzung, um den guten ökologischen Zustand zu erreichen ... wird getrennt für die Qualitätskomponenten des Makrozoobenthos, der Makrophyten und der Fische berechnet ... wird in die Klassen hoch, mittel und gering untergliedert ... gilt getrennt für die räumlichen Ebenen des Gewässersystem, der Teileinzugsgebiete sowie der Wasserkörper

Einflussfaktoren der Strahlwirkung Die Strahlwirkung in einem Gewässer ist abhängig von … … der räumlichen Verteilung der strukturellen Merkmale … der hydrologischen / hydraulischen Dynamik … der jahreszeitlichen Dynamik der physikalisch-chemischen Einflussgrößen … den bestehenden anthropogenen Eingriffen … der Kolmatierung der Gewässersohle … den biologischen Prozessen

Wiederbesiedlungspotenzial Die Strahlwirkung eines Fließgewässerabschnittes ist abhängig vom Wiederbesiedlungspotential Das Wiederbesiedlungspotential wird beschrieben durch … Biotisches Potential Habitatpotenzial Aquatisches Potenzial

(alte) Mindestvoraussetzungen Strahlursprung Regelbeispiel für einen sandgeprägten Tieflandbach [Typ 14] Kriterium: Sohldurchgängigkeit Totholz / Wurzelwerk Struktur- Strömungsdiversität Auenanbindung Ufergehölz einseitig Ufergehölz beidseitig Uferentwicklung (eigendynamisch) Umfeldentwicklung (eigendynamisch) Länge Expertenmeinung = 71 – 100 % Zustimmung = 71 – 100 % = 36 – 70 % = 0,1 – 3 km

(alte) Mindestvoraussetzungen Strahlweg Regelbeispiel für einen sandgeprägten Tieflandbach [Typ 14] Kriterium: Sohldurchgängigkeit ungehinderter Geschiebetransport ausreichende Sauerstoffversorgung keine signifikanten stofflichen Einleitungen Ufergehölz einseitig Totholz / Wurzelwerk Durchlässe / Verrohrungen [%] Abstürze [cm] Rückstau [m] Expertenmeinung = 71 – 100 % Zustimmung = 36 - 70 % = 71 – 100 % = 71 - 100 % = 36 – 70 % = 2 – 10 % = max. 20 cm = typspezifisch

Typisierung der Gewässer Für die Fließgewässer wird in Nordrhein-Westfalen eine Differenzierung nach den vorkommenden Fließgewässertypen bzw. Fischgewässertypen vorgenommen. Hieraus resultieren die nachfolgenden Typgruppen: Kleine bis mittelgroße Gewässer des Mittelgebirges Mittelgroße bis große Gewässer des Mittelgebirges Kleine bis mittelgroße Gewässer des Tieflandes Mittelgroße bis große Gewässer des Tieflandes

Maximale Reichweite der Strahlwirkung Bildzitat: LANUV Arbeitsblatt 16

Anforderungen an einen Strahlursprung Bildzitat: LANUV Arbeitsblatt 16

Längenanforderungen an einen Aufwertungsstrahlweg Maximale Länge überwiegend so lang, wie der Strahlursprung Bildzitat: LANUV Arbeitsblatt 16 Summe der Reichweite mit und entgegen der Fließrichtung

Strukturanforderungen an einen Aufwertungsstrahlweg Bildzitat: LANUV Arbeitsblatt 16

Mindestanforderungen Mittelgebirge

Mindestanforderung Tiefland Tiefland (EZG 1.000 – 5.000 km²) Reich- weite Aufwertungs-strahlweg Aufwertungs-strahlweg Reich- weite Strahlursprung max. 2000 m max. 2500 m Länge <= SU mind. 2000 m Länge <= SU Fische max. 2000 m mind. 2000 m halbe Länge des SU Makrozoobenthos mind. 2000 m Makrophyten ? Fließrichtung Bildzitat: Planungsbüro Koenzen