Schwellenwerte für Chlorid, Kalium und Magnesium in Werra und Weser. und ihre Bedeutung für die Bewertung der Szenarien

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1 Runder Tisch Gewässerschutz Werra / Weser und Kaliproduktion RT-Sitzung am in Kassel Schwellenwerte für Chlorid, Kalium und Magnesium in Werra und Weser und ihre Bedeutung für die Bewertung der Szenarien Wissenschaftliche Begleitung Prof. Dr. Dietrich Borchardt, UFZ; Dr. Sandra Richter, CESR SEITE 1

2 Salzionen und Ionenverhältnisse Wirksamste Ionen für die verschiedenen Organismengruppen (als Indikatoren für die ökologische Qualität) im Gewässer sind Chlorid, Kalium und Magnesium (dabei Chlorid vergleichsweise weniger bedeutsam für Gewässerorganismen als Kalium und Magnesium) Natrium, Calcium und Sulfat sind aufgrund der Ionenverhältnisse für die Werra von nachgeordneter Bedeutung Ionenverhältnisse werden als wichtiges Kriterium angesehen, um insb. die Toxizität gegenüber Fischen zu definieren (Na:K, Mg:K, Ca:K..?) Ionenverhältnisse sind auch entscheidend für das Vorkommen von bestimmten wirbellosen Organismen (relativ gut bekannt für flusstypische Flohkrebse (Gammariden), kaum Wissen über andere Arten) Deshalb Forschungsbedarf vorhanden und Monitoring entsprechend ausrichten SEITE 2

3 Salzionen und Ionenverhältnisse Zielwerte für relevante Salzionen Aus gewässerökologischer Sicht sind zukünftig Chlorid, Kalium und Magnesium für die Festlegung von Einleitungsbedingungen zu beachten (ausreichende fachliche Grundlagen für Zielwerte) Zielwerte bzw. -bereiche sollen keine Grenzwerte darstellen, sondern vielmehr Zielkorridore der Bedingungen für einen ökologisch signifikant verbesserten Gewässerzustand Wertebereiche müssen für jedes der relevanten Salzionen definiert werden (aber nicht im Sinne der Bewertungsklassen des ökologischen Zustands, sondern unterstützend) Gewässerschutziel: Randbedingungen schaffen, um die ökologischen Grundfunktionen des Gewässers (Stoffhaushalt, Selbstregulation, Selbstreinigung etc.) sicherzustellen und so den ökologischen Zustand i. S. der WRRL nachhaltig zu verbessern SEITE 3

4 Salzionen, Ionenverhältnisse, andere Stoffe Ergebnis: Wertebereiche für Ionen (90-Perzentil) Werte spezifisch für die Werra unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Cl, K und Mg Bezeichnung Chlorid (mg/l) Kalium (mg/l) Magnesium (mg/l) Natürliche Hintergrundwerte Wertebereiche für Lebensbedingungen naturnaher Lebensgemeinschaften 75 bis bis bis 30 Wertebereiche, in denen sensible Arten bzw. empfindliche Komponenten der Lebensgemeinschaft beeinträchtigt werden 300 bis bis bis 100 Wertebereiche, in denen robustere Arten bzw. widerstandsfähige Komponenten der Lebensgemeinschaft beeinträchtigt werden 1000 bis bis bis 180 Wertebereiche für durch Salzbelastung einseitig geprägte Lebensgemeinschaften > >150 >180 SEITE 4

5 Wertebereiche-Chlorid (90-Percentil) < 75 mg/l 75 bis 300 mg/l 300 bis mg/l bis mg/l >2.500 mg/l Umsetzung Maßnahmenpaket (bei Einstellung der Versenkung) Bewertung der Szenarien für Chlorid Wasserkörper Werra/Oberweser Annahme: mittleres Abflussjahr; Rückgang der diffusen Einträgen entsprechend den Prognosen des HLUG Umsetzung Maßnahmenpaket und Ableitung in die Weser (bei Einstellung der Versenkung) Umsetzung Maßnahmenpaket und Ableitung in die Nordsee (bei Einstellung der Versenkung) Diemel Diemel Weser Diemel Fulda Werra Hörsel Hörsel Nesse Hörsel Nesse Suhl Suhl Suhl Felda Felda Felda SEITE 5

6 Bewertung der Szenarien für die Wasserkörper in Werra und Weser - Chlorid Wertebereiche-Chlorid (90-Percentil) Bestehende Einleitungen Mittleres Abflussjahr Rückgang diffuser Einträge Einstellung der Versenkung Umsetzung Maßnahmenpaket K+S Umsetzung Maßnahmenpaket K+S und Ableitung in die Weser < 75 mg/l 75 bis 300 mg/l 300 bis mg/l bis mg/l > mg/l Keine Angaben Ableitung in die Nordsee Aller Werre Weser Diemel Fulda Werra Hörsel SEITE 6

7 Bewertung der Szenarien - Chlorid Wertebereiche-Chlorid (90-Percentil) < 75 mg/l 75 bis 300 mg/l 300 bis mg/l bis mg/l >2.500 mg/l Mittleres Abflussjahr Rückgang diffuser Einträge Einstellung der Versenkung Keine Angaben Wasserkörper Werra Weser Lage der Einleitung SEITE 7 Weser NRW Obere Werra bis Schwaba Obere Werra ab Schwaba Mittlere Werra bis Tiefenort Mittlere Werra von Tiefenort bis Vacha Werra/ Philippsthal Untere Werra bis Heldrabach Werra/ Eschwege Werra/ Niedersachsen Weser oberhalb Diemelmündung Weser unterhalb Diemelmündung Weser Niedersachsen Mittelweser von NRW bis Aller Mittelweser von Aller bis Bremen Weser Tidebereich Bestehende Einleitungen Umsetzung Maßnahmenpaket Umsetzung Maßnahmenpaket und Ableitung in die Weser (Umsetzung Maßnahmenpaket und) Ableitung in die Nordsee

8 Bewertung der Szenarien - Kalium Wertebereiche-Kalium (90-Percentil) < 5 mg/l 5 bis 20 mg/l 20 bis 80 mg/l 80 bis 150 mg/l >150 mg/l Keine Angaben Mittleres Abflussjahr Rückgang diffuser Einträge Einstellung der Versenkung Wasserkörper Werra Weser Lage der Einleitung SEITE 8 Obere Werra bis Schwaba Obere Werra ab Schwaba Mittlere Werra bis Tiefenort Mittlere Werra von Tiefenort bis Vacha Werra/ Philippsthal Untere Werra bis Heldrabach Werra/ Eschwege Werra/ Niedersachsen Weser oberhalb Diemelmündung Weser unterhalb Diemelmündung Weser Niedersachsen Weser NRW Mittelweser von NRW bis Aller Mittelweser von Aller bis Bremen Weser Tidebereich Bestehende Einleitungen Umsetzung Maßnahmenpaket Umsetzung Maßnahmenpaket und Ableitung in die Weser (Umsetzung Maßnahmenpaket und) Ableitung in die Nordsee

9 Bewertung der Szenarien - Magnesium Wertebereiche-Magnesium (90-Percentil) < 20 mg/l 20 bis 30 mg/l 30 bis 100 mg/l 100 bis 180 mg/l >180 mg/l Keine Angaben Mittleres Abflussjahr Rückgang diffuser Einträge Einstellung der Versenkung Wasserkörper Werra Weser Lage der Einleitung SEITE 9 Obere Werra bis Schwaba Obere Werra ab Schwaba Mittlere Werra bis Tiefenort Mittlere Werra von Tiefenort bis Vacha Werra/ Philippsthal Untere Werra bis Heldrabach Werra/ Eschwege Werra/ Niedersachsen Weser oberhalb Diemelmündung Weser unterhalb Diemelmündung Weser Niedersachsen Weser NRW Mittelweser von NRW bis Aller Mittelweser von Aller bis Bremen Weser Tidebereich Bestehende Einleitungen Umsetzung Maßnahmenpaket Umsetzung Maßnahmenpaket und Ableitung in die Weser (Umsetzung Maßnahmenpaket und) Ableitung in die Nordsee

10 Konzentrationsschwankungen aufgrund diffuser Einträge bei Einstellung der Einleitung von Salzwasser Statistische Bezugsgrößen: Was ist eine aussagekräftige statistische Bezugsgröße, die Schwankungen mitberücksichtigt, ohne kurzzeitige und räumlich begrenzte Extremwerte zum Maßstab zu haben? Beurteilung der biologischen Wirksamkeit von Konzentrationsschwankungen: Niedrige Grundbelastung mit hohen Schwankungen (Bsp. )? Schwankungen innerhalb der Wirkungsschwellen oder darüber? Höhere Grundbelastung, dafür geringere Schwankungen? Zeitliche Verteilung und Höhe der Schwankungen relevant Darstellung mit dem Prognosemodell notwendig SEITE 10

11 Übersicht - Szenarienbetrachtung Chlorid Mittleres Jahr Diemel Wertebereiche-Chlorid (90-Percentil) < 75 mg/l 75 bis 300 mg/l 300 bis mg/l bis mg/l Grundlage für Szenarien: Umsetzung des Maßnahmenpaketes K+S Rückgang der diffusen Einträge (bei Einstellung der Versenkung) Suhl Felda Hörsel >2.500 mg/l Wasserkörper Werra / Philippsthal Einleitung in die Werra bis bisher Ableitung in die Weser bzw. Nordsee 2000 An 174 Tagen wird der Wertebereich mg/l erreicht An 159 Tagen wird der Wertebereich mg/l erreicht Percentil: mg/l 1500 Cl [mg/l] 1000 Cl [mg/l] Percentil: 540 mg/l SEITE 11

12 Übersicht - Szenarienbetrachtung Chlorid Mittleres Jahr Wertebereiche-Chlorid (90-Percentil) < 75 mg/l 75 bis 300 mg/l 300 bis mg/l bis mg/l >2.500 mg/l Grundlage für Szenarien: Umsetzung des Maßnahmenpaketes K+S Rückgang der diffusen Einträge (bei Einstellung der Versenkung) Diemel Weser 1.2 Weser 1.1 Suhl Felda Hörsel Wasserkörper Weser 1.1 Einleitung in die Werra bis bisher Wasserkörper Weser 1.2 Ableitung in Werra wie bisher oder in Weser Cl [mg/l] An 295 Tagen wird der Wertebereich mg/l erreicht, an 70 Tagen der Wertebereich mg/l. Cl [mg/l] An 193 Tagen wird der Wertebereich mg/l erreicht, an 172 Tagen der Wertebereich mg/l Percentil: 450 mg/l Percentil: 385 mg/l SEITE 12

13 Schlussfolgerungen für die Bewertung der Szenarien Aus gewässerökologischer Sicht sind zukünftig Chlorid, Kalium und Magnesium für die Festlegung von Einleitungsbedingungen zu beachten (ausreichende fachliche Grundlagen für Zielwerte) Für diese Ionen wurden deshalb biologische Schwellenwerte festgelegt, mit denen die zukünftigen und ökologisch wirksamen Güteentwicklungen für die unterschiedlichen Szenarien dargestellt und bewertet werden können Für mittlere Abflussjahre zeigt sich: Die Berücksichtigung des Rückgangs der Salzbelastung aus diffusen Quellen ist von zentraler Bedeutung (insb. auch für die Wirksamkeit der K+S-Maßnahmenpaketes) Das K+S-Maßnahmepaket führt zwar zu einer deutlichen Verringerung der eingeleiteten Frachten, es ist für sich allein aber nicht ausreichend, um nachhaltige ökologische Verbesserungen zu erzielen Konzentrationsschwankungen treten auf, sie sind in Zukunft sehr viel geringer als heute (durch Maßnahmenpaket K+S; Rückgang der diffusen Quellen; Ableitung), sie verteilen sich aber ökologisch günstig auf das ganze hydrologische Jahr SEITE 13

14 Schlussfolgerungen für die Bewertung der Szenarien Für mittlere Abflussjahre zeigt sich weiterhin: Im Nahbereich der Einleitung verbleibt auch zukünftig für alle Szenarien ein (relativ kurzer) Gewässerabschnitt erhöhter Salzbelastungen (Wertebereiche, in denen salz-empfindliche Organismen beeinträchtigt werden, aber alle ökologischen Funktionen eines Süßgewässers gesichert sind) Die Ableitung der Einleitungsabflüsse in die ( mittlere ) Weser führt zu einer erheblichen und ökologisch wirksamen Verbesserung der Gewässergüte, insbesondere über lange Fließstrecken in der Werra, ohne in der Weser die Salzbelastung nachteilig zu verändern Die ferne Ableitung in Richtung Weser-Ästuar/Nordsee dürfte bei Chlorid zu einer vergleichsweise geringen, bei Kalium und Magnesium aber zu einer spürbaren Verminderung der Salzbelastung in der mittleren und unteren Weser führen (bei gleichem Effekt für die Werra) SEITE 14