Räumlich differenzierte Modellierung des Stofftransportes im Niederschlagsabfluss von urbanen Flächen am Beispiel des Einzugsgebietes Ruschegraben, Berlin

Nachdem in den vergangenen dreißig Jahren in Deutschland durch den Bau und Ausbau von Kläranlagen ein hohes Niveau der kommunalen und industriellen Abwasserreinigung erreicht wurde, gewinnt die Problematik der Gewässerbelastung durch Regenwassereinleitungen aus Siedlungsräumen an Bedeutung. Menge und Zusammensetzung der über den Pfad der Regenwassereinleitung in die Gewässer eingetragenen Schmutzfrachten hängen von der Flächenart des Entwässerungsgebietes sowie dessen Nutzung ab. Verschmutzungsquellen sind beispielsweise die atmosphärische Deposition, Bremsabrieb und Ölverluste des Straßenverkehrs oder auf Gebäudefassaden angewandte Materialschutzmittel. Der auf die undurchlässigen Flächen gelangende Niederschlag trägt diese Substanzen ab und wird in Trennkanalisationssystemen meist ohne vorherige Behandlung in die Vorflut eingeleitet. Durch den Stoffeintrag entstehen teilweise erhebliche Verunreinigungen in den Gewässern, die z.B. Eutrophierung, eine erhöhte Schadstoffbelastung im Sediment und ökotoxikologische Auswirkungen zur Folge haben. Klassische Schmutzfrachtmodelle berechnen Nähr- und Schmutzstofffrachten im Regenabwasser auf Grundlage von mittleren Konzentrationen oder jährlichen Flächenabträgen. Dabei ist die detaillierte Herkunft der Stoffe bei der Planung von Maßnahmen der zentralen Niederschlagswasserbehandlung unerheblich. Bei der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung hingegen ermöglichen Informationen zur räumlichen Verteilung der Stoffquellen und -ströme eine gezielte Abstimmung der Maßnahmen auf den örtlichen Handlungsbedarf. Der Modellansatz SEWSYS (implementiert in der Software STORM ermöglicht eine solche räumlich differenzierte und dynamische Simulation von Stoffkonzentrationen. Die für den Einsatz von SEWSYS erforderlichen ortsspezifischen Eingangsgrößen (z.B. Verkehrsbelastung, Anteil der Metallflächen) liegen für Berlin jedoch noch nicht in geeigneter Form vor. Auch ein Vergleich von SEWSYS mit dem herkömmlichen Ansatz der Schmutzfrachtsimulation unter Berücksichtigung der Unsicherheiten der Modelleingangsdaten steht bislang aus. Im Rahmen der Diplomarbeit soll das Modell STORM/SEWSYS verwendet werden, um beispielhaft für das Einzugsgebiet Ruschegraben in Berlin den Transport ausgewählter Stoffe im Niederschlagsabfluss von urbanen Flächen räumlich differenziert abzubilden. Im Einzelnen sind folgende Punkte zu bearbeiten: (i) Recherche und Aufbereitung von Eingangsdaten für den Modellansatz SEWSYS (allgemeine, stoff- und quellenspezifische Daten sowie ortsspezifische Daten des Einzugsgebietes), (ii) Durchführung von Langzeit-Schmutzfrachtsimulationen für ausgewählte Stoffparameter, (iii) Vergleich von SEWSYS mit dem herkömmlichen Ansatz der Schmutzfrachtsimulation und Diskussion der Ergebnisse und (iv) Aufzeigen von Unsicherheiten bezüglich der von SEWSYS verwendeten Eingangsdaten und Analyse ihrer Auswirkung auf die Simulationsergebnisse

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