Das Modellsystem MoRE

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Modellentstehung

Stoffquellen und Eintragspfade im Modellsystem MoRE (Fuchs et al., 2010)
Systemarchitektur des Open Source-Werkzeuges MoRE


Die Richtlinie 2008/105/EG (Umweltqualitätsnormen) des Europäischen Parlaments und des Rates[1] fordern von den Mitgliedsstaaten eine Bestandsaufnahme der Emissionen, Einleitungen und Verluste von prioritären Stoffen für alle Flussgebietseinheiten. Diese Aufgabe erfordert geeignete Daten und Ansätze für die Beschreibung des aktuellen Zustandes der Gewässer und die Evaluierung von geeigneten Maßnahmen für die Reduktion von Stoffeinträgen in die Gewässer zur Erreichung eines guten ökologischen Zustandes der Oberflächengewässer.

Ausgehend von diesen Anforderungen wurde das bewährte Modellsystem MONERIS, welches zur Modellierung von Nährstoffeinträgen in die Gewässer entwickelt wurde[2] für die Modellierung von Schadstoffeinträgen angepasst und in einer Open Source Umgebung als Flussgebietsmanagementsystem MoRE (Modelling of Regionalized Emissions) umgesetzt.

Im Modellsystem MoRE sind die folgenden Eintragspfade implementiert:

  • Punktquellen
    • kommunale Kläranlagen
    • industrielle Direkteinleiter
    • Einträge aus historischem Bergbau
  • Eintragspfade mit diffusen Quellen
    • Kanalisationssysteme
    • Oberflächenabfluss
    • Erosion
    • Grundwasser
    • Dränagen
    • direkte atmosphärische Depositionen auf die Gewässeroberfläche
    • Binnenschifffahrt

Zusätzlich zu der Modellierung von Einträgen in die Gewässer wird eine Abschätzung der Gewässerfracht auf Basis der Gesamteinträge und einer stoffabhängigen Retention vorgenommen. Die Modellierungsansätze sowie die Herkunft von Eingangsdaten sind ausführlich in Fuchs et al. (2010) [3] und Fuchs et al. (2017)[4] erläutert.


Umsetzung von MoRE

Weitere Informationen unter Umsetzung von MoRE.

Das Flussgebietsmanagementsystem MoRE basiert auf einer open source PostgreSQL/SQLite-Datenbank, einem generischen Rechenkern und zwei Benutzeroberflächen: MoRE Developer und MoRE Visualizer. Die Benutzeroberflächen wurden für die Interaktion mit der Datenbank entwickelt. Der Inhalt der Datenbank kann mit Hilfe der Benutzeroberfläche MoRE Developer gelesen, verändert und erweitert werden. Die Modellierung erfolgt über einen generischen Rechenkern, der über die Benutzeroberfläche MoRE Developer angesteuert wird und eine dynamische Verbindung zur Datenbank hat. Die Ergebnisse der Modellierung können entweder als Tabelle im MoRE Developer ausgegeben und in einem GIS-Browser (MoRE Visualizer) in Kartenform sowie in Form von Diagrammen visualisiert werden. Nutzer können auf zwei verschiedene Art und Weisen mit MoRE arbeiten: auf Basis eines Multi-user-Zugangs in der PostgreSQL-Datenbank über das Internet oder als Einzelplatzanwendung auf dem PC (SQLite).


Aktuelle Anwendungen von MoRE

Während die Entwicklung der ursprünglichen MoRE-Instanz für alle deutschen Flussgebietseinheiten fortgesetzt wird, wurde und wird das Modell am IWG auch für detailliertere Analysen in Teileinzugsgebieten genutzt:

  • Inn-Einzugsgebiet: Im Auftrag des Umweltbundesamtes wird im Inn-Einzugsgebiet in Kooperation mit dem Umweltbundesamt Österreich und dem Landesamt für Umwelt Bayern die grenzüberschreitende Harmonisierung von Eingangsdaten und Ansätzen erforscht.
  • Baden-Württemberg: Im Auftrag der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz (LUBW) wird für die baden-württembergischen Wasserkörper eine detaillierte Analyse der Nährstoffeinträge mit bestverfügbaren Daten durchgeführt.
  • Nidda: Im vom BMBF geförderten Verbundprojekt NiddaMan wird MoRE im Einzugsgebiet der Nidda mit der Frage der notwendigen zeitlichen und räumlichen Auflösung für Fragen der Gewässergütemodellierung eingesetzt.
  • Nordrhein-Westfalen: In Zusammenarbeit mit der Landesanstalt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (LANUV) wird die Modellierung der Nährstoff- und Quecksilbereinträge in die Oberflächengewässer Nordrhein-Westfalens unter besonderer Berücksichtigung der Niederschlagseinleitungen durchgeführt.
  • Luxemburg: für die Berichterstattung zur Wasserrahmenrichtlinie werden die Datengrundlagen für die Modellierung von Nährstoffeinträgen in Luxemburg zusammengestellt.


Einzelnachweise

  1. Europäisches Parlament und Rat: Richtlinie 2008/105/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 2008 über Umweltqualitätsnormen im Bereich der Wasserpolitik, 2008
  2. Behrendt, H., Huber, P., Kornmilch, M, Ley, M., Opitz, D., Schmoll, O., Scholz, G. & Uebe,R. (1999): Nährstoffbilanzierung der Flußgebiete Deutschlands. UBA Texte, 75/99
  3. [1] Fuchs, S., Scherer, U., Wander, R., Behrendt, H., Venohr, M., Opitz, D., Hillenbrand, Th., Marscheider-Weidemann, F., Götz, Th. (2010): Berechnung von Stoffeinträgen in die Fließgewässer Deutschlands mit dem Modell MONERIS. Nährstoffe, Schwermetalle und Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe. UBA-Texte 45/2010, Dessau
  4. [2]Fuchs, S., Weber, T., Wander, R., Toshovski, S., Kittlaus, S., Reid, L., Bach, M., Klement, L., Hillenbrand, Th., Tettenborn, F. (2017): Effizienz von Maßnahmen zur Reduktion von Stoffeinträgen - Endbericht, UBA Texte | 05/2017