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Gewässergütemodellierung

 
FerryBox-Datenpunkte für 2017 und 2018. Im automatischen Qualitätsmanagement werden unplausible Werte verworfen (rot), die geprüften Messdaten sind in blau dargestellt.

Im Rahmen der allgemeinen Daseinsvorsorge wird eine modelltechnische Grundlage zur Berechnung der Gewässergüte in den niedersächsischen Übergangs- und Küstengewässern erstellt. Neben dem Aufbau von mit der Hydro- und Morphodynamik gekoppelten numerischen Gewässergütemodellen wird die zur Modellvalidierung erforderliche Datengrundlage zielgerichtet erweitert.

Datenerhebung

Hierzu sind neben den langjährigen Punktmessungen des NLWKN insbesondere hochaufgelöste Daten biogeochemischer Eingangsparameter erforderlich, die mit einer seit 2016 an Bord der MS Burchana betriebenen FerryBox erhoben werden. Das Laborsystem erfasst bei sämtlichen Einsätzen des Schiffes kontinuierlich eine Zahl physikalisch-chemischer Parameter (u.a. Temperatur, Salinität, pH-Wert, Sauerstoffgehalt sowie Trübung, Chlorophyll a und verschiedene Algenklassen) und speichert diese mit Erfassungsort und -zeitpunkt. Für die Auswertung der Nährstoffdynamik werden anorganische gelöste Nährstoffe (Nitrat, Nitrit, Ammonium, Phosphat und Silikat) mittels automatisierter nass-chemischer Analyse bestimmt. Datenübertragung und manuelle Steuerung des Systems erfolgen über eine Online-Datenverbindung zum Dienstgebäude auf Norderney.

 
Nährstoffanalysatoren (links) und FerryBox (rechts) an Bord des NLWKN-Schiffes Burchana
ller  
Beispielhafte Transektmessung mit der FerryBox an Bord der Burchana. Dargestellt sind links Wassertemperatur, in der Mitte gelöster Sauerstoff und rechts Salzgehalt

Modellierung

Zur Kalibrierung und Validierung der numerischen Modelle dienen punktuelle langjährige Monitoringdaten des NLWKN sowie räumlich hochaufgelöste FerryBox-Transekte. Anhand der Modellergebnisse werden flächendeckende Informationen der Gewässergüte zur Verfügung gestellt. Neben der naturnahen Abbildung des aktuellen Ökosystemzustands ermöglichen Szenarienrechnungen die Beurteilung künftiger Entwicklungen, wie z.B. Auswirkungen einer verminderten Einleitung von Nährstoffen in den Vorfluter, die Ausbreitung von Schadstoffen in Ästuare und Wattgebiete. Zwei Arbeitsschwerpunkte sind die komplexe Abbildung der saisonalen Phytoplankton- und Nährstoffdynamik in der Ems im Rahmen der Arbeiten zum Masterplan Ems 2050 und für das Interreg-Projekt Wasserqualität sowie die Implementierung relevanter Umsatz- und Transportprozesse von Mikroplastik in der Weser für das Verbundforschungsvorhaben PLAWES.

 
Schaubild ganzheitlicher Ansatz von Messung und Modellierung
 

Bathymetrie des Emsmodells für Gewässerökologie

Partnerinstitutionen der Forschungsstelle Küste

Die Forschungsstelle Küste ist national und international im aktiven Erfahrungsaustausch und an der Weiterentwicklung des Systems eingebunden.

 

Forschungspartner der Forschungsstelle Küste

Artikel-Informationen

Ansprechpartner/in:
Forschungsstelle Küste

Nds. Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz
An der Mühle 5
26548 Norderney
Tel: +49(0)4932/916 - 0
Fax: +49(0)4932/916 - 222

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