Dipl.-Ing. (FH) Manfred Tschöpe,

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1 1 Dipl.-Ing. (FH) Manfred Tschöpe, seit 1984 Schwerpunkt Unterhaltungsrahmenplanung, fachgutachterliche Beiträge für Unterhaltungs- und Wasser- und Bodenverbände Schulung/ Qualifizierung von Gewässerunterhaltern zur Umsetzung der ökologischen Anforderungen aus der EG-WRRL Copyright: alle Rechte vorbehalten. Nachdruck + Vervielfältigung einschließlich Speicherung + Nutzung auf optischen + elektronischen Datenträgern nur mit Zustimmung von Manfred Tschöpe. Keine Reproduktion oder weitere Verarbeitung, Vervielfältigung oder Verbreitung.

2 Warum? 2 Warum unterhalten wir? - Abfluss sicherstellen - Hochwasserschutz (Schutz vor Überschwemmungen) - Drainagen freilaufen lassen - Weil wir schon immer unterhalten haben Urbanisierung und Sicherung der Ernährung Intensivierung von Agrarlandschaften - Aber: Anforderungen haben sich geändert

3 Warum? 3 Die neuen Anforderungen Der wirtschaftliche Schaden durch die globale Umweltzerstörung und den damit verbundenen Artenverlust beläuft sich auf ca. 2-4,5 Billionen USD (TEEB-Studie 2010) eine Billion hat Millionen ( ) Insekten leisten einen Beitrag durch Bestäubung zur landwirtschaftlichen Erzeugung von ca. 190 Milliarden USD pro Jahr. Schwund der Artenvielfalt hat Auswirkungen auf Kosten, Preise und Renditen (PricewaterhouseCoopers 2010)

4 Warum? 4 Der neue Blick Investitionen in Ökosysteme bringen extrem hohe Erlöse Pavan Sukhdev, Leiter TEEB [The Economics of Ecosystems and Biodiversity], Ökosystemleistungen -Basisleistungen -Versorgende Leistungen - Regulierende Leistungen - Kulturelle Leistungen Der Artenverlust erzeugt bereits heute einen wirtschaftlichen Schaden von ca. 2-4,5 Billionen USD Die Pflanzung von Mangroven in Vietnam hat 1,1 Mio. USD gekostet, aber 7,3 Mio. USD bei der Erhaltung von Deichen gespart (Rendite 40%) Wiederherstellung einer Flusslandschaft erbringt Kapitalrendite von 27% Der ökonomische Wert der Auenflächen für die Verbesserung der Wasserqualität für die Elbe beträgt ca. 54 Mio. (TU Berlin 2012) Fazit: neues Ernst nehmen, ohne das Alte aus dem Blick zu nehmen Optimierung statt Maximierung KVP (Qualitätsmanagement: kontinuierlicher Verbesserungsprozess) Natur betreibt Risikomanagement E-Bike als Risikoinvestition: Hannover Messe Ökosystemdienstleistung Wasserqualität: Stickstoffüberschuss Überschreitung der Trinkwasssergrenzwerte für Nitrat in Deutschland bei über 50% der Messstellen (Berichtszeitraum , UBA) Stickstoffreduzierung im Trinkwasser ist teuer! Ökologischer Landbau = 30 kg/ha/2005 Durchschnittswerte Deutschland (ökol.+konventionell) = 104 kg/ha/2005

5 Warum? 5 Reichtum an Arten nur was für Naturschützer? derzeit sind über Pflanzen und über Tierarten bestandsgefährdet (BfN 2007) egal? 90% der Welternährung durch nur 20 Pflanzenarten. Essbar wären vermutlich Arten = Risikomanagement z.b. Reis: Virus vernichtete in den 70-ziger Jahren Reisfelder von Indien bis Indonesien, worauf Reissorten auf ihre Resistenz gegen das Virus getestet wurden. Nur eine Linie besaß immunisierende Gene (Wuchsort mittlerweile für einen Staudamm geflutet) Natur als Vorbild - Bionik: -- Zecke als Lösung für neue Dübel -- Venusfliegenfalle als Modell für Kabeleinführungen mit Falt- und Klappmechanismus (Passivhäuser, luftdichte Ebene) Ökonomie der biologischen Vielfalt

6 Warum? 6 Biodiversität als Zukunftssicherung: Wo, wenn nicht hier? Insekten leisten einen Beitrag durch Bestäubung zur landwirtschaftlichen Erzeugung von ca. 190 Milliarden USD pro Jahr. Wo sollen [und können] sie leben, wenn wir [glauben] sie gerade nicht [zu] benötigen?

7 Warum? 7 Handlungsoptionen Die EG-Wasserrahmenrichtlinie fordert den guten ökologischen Zustand und sieht die Gewässerunterhaltung in der Pflicht. Pflege und Entwicklung werden zu zentralen Begriffen. Pflege = Erhaltung eines bestimmten Gewässerzustandes; klassischer Unterhaltungsbegriff Entwicklung = Zustandsverbesserung; Hinführung auf einen positiven Zustand bzw. Verbesserung des Zustandes Bewirtschaftungsziele Neu ist die eindeutige Ausrichtung der WRRL auf ökologische Belange. Zur Zielerreichung sind nunmehr umfassende Bewirtschaftungspläne erforderlich. Die Differenzierung erhaltende Unterhaltung und gestaltender Ausbau trägt nicht mehr. Die frühere Vorgabe für die Gewässerunterhaltung, dass ausgebaute Gewässer in diesem Zustand zu erhalten sind, gilt nicht mehr. Beispiel Unterhaltungspflicht: Nach OLG Hamm (Urteil v ) führen Änderungen des Gewässers durch Abladungen und Ablagerungen nicht automatisch zu einer Verkehrssicherungspflichtverletzung. Fall: Drainagen funktionierten nicht mehr, obwohl der Flusslauf das Oberflächenwasser nach wie vor problemlos abführte. Eine Veränderung des Gewässerbetts ist heute nicht mehr grundsätzlich negativ zu bewerten (LT-Drs. NRW 10/2661, 6). Rückführung nur, wenn es das Gemeinwohl erfordert. Der bloße Rückzug in die Untätigkeit, d.h. die schlichte Nichtvornahme von Gewässerunterhaltungsmaßnahmen, ohne Planung und begleitende Beobachtung sowie Gefahrenabwehr, stellt keine ordnungsgemäße Gewässerunterhaltung dar.

8 8 In der erforderlichen Abwägung von Vorflutsicherung und Pflege und Entwicklung kommt insbesondere dem Entwicklungsaspekt als zielgerichtete planvolle Veränderung zur Erfüllung des Verbesserungsgebotes ( 27 WHG) und damit der Bewirtschaftungsziele eine hohe Bedeutung zu. Eine wesentliche Charakteristik von Gewässern ist ihre Dynamik. Daher entsprechen prophylaktische, also regelmäßig wiederkehrende automatische konventionelle Regelunterhaltungen nicht mehr den zukünftigen Anforderungen. Extremereignisse sind grundsätzlich nicht der Maßstab für den Anspruch an die Gewässerunterhaltung. Eine Gefährdung des ordnungsgemäßen Abflusses durch z.b. Einfall von Bäumen kann nicht per se als Abflusshindernis betrachtet werden. Die gesetzliche Verpflichtung zur Erhaltung des Ausbauzustandes gibt es nicht mehr. Der Unterhaltungspflichtige ist daher nicht automatisch verpflichtet, z.b. Uferschäden zu beseitigen, wenn dies den Erfordernissen einer eigendynamischen Gewässerentwicklung entgegensteht. Die Ordnungsgemäßheit des Wasserabflusses muss sich an der Gesamtheit der Aspekte von Vorflut und Wasserrückhaltung (z.b. zur Vergleichmäßigung des Abflussgeschehens, Dämpfen der Abflussspitzen, Sicherung von Lebensräumen) unter Betrachtung des ökologischen Schutzzweckes aus 1 (4) WHG orientieren, wobei der Erhaltung der Leistungs- und Funktionsfähigkeit des Naturhaushaltes Rechnung zu tragen ist. Diese Zielvorgabe korrespondiert mit den zwingenden Zielvorgaben des Naturschutzrechtes. Aus: Berliner Kommentar WHG, Berendes/Frenz/Müggenborg (Hrsg), 2011, 39 Gewässerunterhaltung Tele 040 / // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

9 Warum? 9 Das Gewässerpotenzial beschreibt den ökologisch guten bis sehr guten Zustand des Gewässers unter Berücksichtigung hydromorphologischer, biogener und physikalisch-chemischer Qualitätskomponenten. Das gute ökologische Potenzial ist das relevante Umweltziel bei erheblich veränderten Wasserkörpern (HMWB) Insbesondere die Entwicklung als Zustandsverbesserung bezieht dabei den Seitenraum (Ufersaum) bewusst mit ein. Die konkrete Umsetzung von Pflege- und Entwicklungsmassnahmen erfordert die Kenntnis von ökologischen Charakteristika als wesentliche Basis. Für Gewässerunterhalter werden damit Grundkenntnisse zur Unterscheidung von Fließ- und Stillgewässern, die Bedeutung des Seitenraumes, Steuerung von Pflanzenwachstum, den ökologischen Folgewirkungen von Eingriffen und die Vernetzung mit weiteren gesellschaftlichen Themen zunehmend an Bedeutung erlangen. Gewässerunterhaltung muss, um rechtskonform zu bleiben, ökologische Anforderungen kompetent umsetzen. Maschinenvorführung Vechta-Hausstette

10 10 Bedeutung: Kompetent umsetzen setzt voraus, die wesentlichen Stellschrauben auch zu kennen!

11 11 Wonach soll sich die Unterhaltung ausrichten? Aktive Gewässerunterhaltung hat im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung den Wasserabfluss zu gewährleisten ohne das Potenzial des Gewässers in seiner Gesamtheit zu zerstören, ja sogar zu verbessern, mindestens zu erhalten (Verschlechterungsverbot). Zielsetzung dabei ist das Leistungspotenzial einer Landschaft (BNatSchG). Es definiert sich als ein Optimum an Selbstregulation bei relativ stabilen Rahmenbedingungen (Klima, Ausgangsgestein, geographische Lage). Gewässerunterhaltung muss dabei auf dynamische Prozesse auch dynamisch reagieren. Nicht-Fließgewässer: Sicherung unterschiedlicher Alterungsphasen ermöglicht Nachhaltigkeit (Risikominimierung durch Dynamik in der Zeit) Fließgewässer: kleinräumig starke Veränderungen ermöglichen langfristig stabile Verhältnisse (Risikominimierung durch Dynamik in der Fläche)

12 12 Der bloße Rückzug in die Untätigkeit, d.h. die schlichte Nichtvornahme von Gewässerunterhaltungsmaßnahmen, ohne Planung und begleitende Beobachtung sowie Gefahrenabwehr, stellt keine ordnungsgemäße Gewässerunterhaltung dar. Bei Nicht-Fließgewässern wirkt Dynamik Entwicklung unterbrechend, d.h. sie bringt einen sukzessiven Verlauf je nach Einwirkungszeitpunkt und Intensität auf eine vorherige Stufe, z.b. bewirkt eine Sohlräumung in einem über die Jahre "gewachsenen" Graben die Rückführung des Wasserkörpers in ein Pionierstadium. Gezielte Dynamik ermöglicht eine Steuerung verschiedener Sukzessionsphasen. Im Rahmen der Unterhaltung typorientiert Bäche Marschgewässer/ Gräben Sonderfall RRB Gewässerentwicklungsmaßnahmen Die Differenzierung erhaltende Unterhaltung und gestaltender Ausbau trägt nicht mehr. Die frühere Vorgabe für die Gewässerunterhaltung, dass ausgebaute Gewässer in diesem Zustand zu erhalten sind, gilt nicht mehr. Genehmigungspflichtig Dynamische Prozesse spielen in Fließgewässern eine herausragende Rolle. Sie ermöglichen bei kleinräumig starken Veränderungen eine relative Stabilität des Gesamtsystems, da sich das Gewässer durch die strukturellen Veränderungen (z.b. Ab- und Anlagerung von Sediment in der daher so benannten Umlagerungsstrecke/ Mittellauf), die erst durch Dynamik möglich werden können, energetisch zu einem Gleichgewichtszustand entwickeln kann.

13 U.A.N., WVT, Landkreis Northeim Wesentliche Charakteristika: Gräben Zum Teil sind Gräben degradierte Fließgewässer, überwiegend jedoch künstlich mit Mischformen aus Unterlauf und Stillgewässercharakter

14 14 Um die ökologische Wirkung zu verstehen, ein Blick auf die gängige Unterhaltungspraxis und ihre Folgen - Aushub - Böschungseutrophierung - Uferrutschung/ Versteilung - Sedimentdrift/ Katastrophendrift - ökologische Sperren/ Übergang Wasserwechselzone

15 15 Standortveränderungen bei Nichtbeseitigung des Aushubmaterials am Beispiel einer Wettern (Elbmarsch) - Veränderung der mit dem Gewässer korrespondierenden Feuchtvegetation hin zu Ackerunkrautgesellschaften (hier Flohknöterich) Tele 040 / // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

16 16 Aktive Gewässerentwicklung durch Unterhaltung Mit Unterhaltung den Standort steuern - Einheit von Fliessschlauch und Ufer (Aue) - sichern und entwickeln von Gewässerrandstreifen - dort Zulassen von Dynamik - verschiedene Varianten der Böschungsmahd - halbseitig - wechselseitig - im mehrjährigen Abstand/ Wechsel - minimal ist ein Krautsaum direkt an der Böschungskante zu belassen (die unteren cm über der Wasserlinie)

17 18 Für Gräben gilt grundsätzlich: die Sohlräumung ist eine zwingende Voraussetzung zur Erhaltung des Lebensraumtyps Graben, jedoch sind die Eingriffsintervalle- und Intensitäten extensiv durchzuführen Leitschnur: ökologische Wertigkeit geht von innen nach außen = oben auf der Böschung hilft dem Gewässer wenig unten: Variantenspiel -- nur eine Böschung -- Ufersaum stehen lassen -- Abschnittsweise Tele 040 / // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

18 19 Varianten üben: einseitiger Böschungssaum als Mimimalstruktur an der Uferkante kleinere Saum inseln Tele 040 / // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

19 20 Management von Gräben Entscheidend für die Durchführung von Entschlammungs- und Entkrautungsmaßnahmen ist, dass sie in einem mosaikartigen Verbund erfolgen und somit alle Sukzessionsstadien (= Entwicklung einer Organismengesellschaft vom Pionier- zum Endstadium) erhalten bleiben [Flächenmanagement] Mobil // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

20 21 Fiktives Verteilungsmuster Rot: 1+1 (Mahd+Krautung getrennt) Blau: alle 1-2 Jahre Gelb: alle 2-3 Jahre Grün: alle 2-3 Jahre/halb Lila: alle 5-7 Jahre (Pionierphase) Mobil // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

21 22 Erfahrungen sammeln: Beispiel Ramelsloh (Landkreis WL) Gewässernetz III. Ordnung Ziel: mehr Ökologie bei Sicherstellung des Abflusses trotz - Kleinheit der Gräben - Wirtschaftlichem Druck (intensive Flächennutzung, Forderung aus der Landwirtschaft) - Sensibler "Sollbruchstelle" Düker - Vereinbarung, keine Gehölze zu wollen Üben: - Minimalmahd - Verkrautung der Böschung als Steuerungsschraube: Gräben im Vergleich - Kraut im Profil belassen - im Gespräch bleiben (Partizipation)

22 23 Graben 4 - Fliessgewässercharakter durch Einengung reaktivieren - Oberlauf zeigt gutes Abflussverhalten = turbulent - untere Saum belassen

23 24 Hauptabzugsgraben 5 - wichtige Entwässerungsfunktion - hohe Nährstofffrachten - mehr Ökologie = höhere Selbstreinigung Ist hier Pflege und Entwicklung im Sinne des Gesetzes möglich? Ist Potenzial vorhanden?

24 25 Hauptabzugsgraben 5 - wechselnde Seiten - Restsaum an der Uferlinie

25 26 Hauptabzugsgraben 5 - Pflanzen im Profil belassen - Minimaler Krautsaum an der Uferlinie - Strukturangebot im Winter

26 27 Die arbeitende Breite Zwei Gewässer III. Ordnung im Vergleich (Gr. 1+2) Vergleichsgraben mit konventioneller Unterhaltung: Beide Böschungen und Räumung der Sohle. Detail zeigt monostrukturelle Profilarmut. Ist so der gute ökologische Zustand erreichbar?

27 28 Die arbeitende Breite Zwei Gewässer III. Ordnung im Vergleich (Gr. 1+2) Verzicht auf Böschungsmahd und Krautung: Hochstaudenflur wirkt als Schattenspender; im Profil kleinere Pflanzenpolster, die einen turbulenten Abfluss bewirken; dadurch Freispülen von Hartsubstrat

28 29 Die arbeitende Breite Gr. 1 Freigespültes Hartsubstrat durch turbulenten NW- Abfluss

29 30 Die arbeitende Breite Gr. 1 - Entwicklung zur Hochstauden- flur - Gewässertypische Pflanzen- gesellschaft Berle (Sium erectum) - Freispülen von Hartsubstrat

30 31 Die arbeitende Breite Gr. 2 - keine wasserspezifische Vegetation - verharren im Pionierstadium - keine Sohlenstrukturentwicklung

31 32 Auswirkung auf den Hauptgraben 3

32 33 Auswirkung auf den Hauptgraben 3 - Potenzial vorhanden - wenn kein Randstreifen, dann Minimalsaum um so wichtiger - Erschließen für das große Fließgewässer

33 34 Minimalmahd an kleineren Gewässern (Gr. 6) Freischneiden des Profils unter Belassen von Minimalstrukturen am Böschungsfuss und der randlichen Profillinie. Große Vorteile für Gewässerorganismen ohne gravierende Behinderung des Wasserabflusses

34 35 Aktives Belassen Verkrautung um jeden Preis?

35 36 Aktives Belassen Verlandung tolerieren, aber beobachten

36 37 Aktives Belassen Verkrautung und erste Ergebnisse Selbstreinigung als Kostenminimierer Biologische Selbstreinigung durch Optimierung der Leistungsfähigkeit der Gewässercharakteristik ersetzt die (unbezahlbare) technische Aufarbeitung Beispiel Moorwettern Hamburg-Harburg

37 38 Aktives Belassen Verkrautung und Vorflut? Turbulenter NW-Abfluss führte zur Substratsortierung als Strukturbildner u.a. für Fische.

38 Balance schaffen 39 Handlungsoptionen zwischen den Interessen Quelle: Internet Mobil // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

39 Balance schaffen 40 Das magische Dreieck der Kapitalanlage Rentabilität verdeutlicht das konkurrierende Verhältnis der Entscheidungskriterien -- Renditechance -- Sicherheit und -- Liquidität im Widerspruch zwischen Chance und Rendite einerseits und Sicherheit der Anlage andererseits Sicherheit Liquidität Hier liegt die Schwierigkeit bzw. Herausforderung. Vorflut Aus diesem Grund gibt es keine "Patentlösung", sondern für jeden die passende, individuelle Strategie die alle Punkte miteinander verbindet. Dies lässt sich auf die neuen Anforderungen Vorflutsicherung und Pflege + Entwicklung übertragen! Unterhaltung/ Pflege Unterhaltung/ Entwicklung Mobil // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

40 Balance schaffen 41 Unterhaltung muss an den Bewirtschaftungszielen der WRRL/NWG ausgerichtet werden und darf sie nicht gefährden! Heiner Harting, NLWKN Verden (Thementag Böhme ) Gewässerunterhaltung ein Spagat für den Unterhaltungs- Pflichtigen (Vorflutsicherung/Pflege und Entwicklung) Unterhaltung darf die Ziele der EG-WRRL (NWG) nicht gefährden Gewässerentwicklung und die Unterhaltung sind sehr stark miteinander verzahnt Wir benötigen: Engen Austausch zwischen Unterhaltungspflichtigen, Wasserwirtschaft und Naturschutz sowie Vertrauen untereinander Gewässerunterhaltung heute und morgen Dipl.-Ing. U. Ostermann, GF Kreisverband der WBV Uelzen (Thementag Böhme ) FAZIT: Die Unterhaltungspflichtigen müssen die Anforderungen annehmen, den Prozess selbst aktiv betreiben und eine Qualifizierung der Gewässerunterhaltung verwirklichen.

41 43 Aktive Gewässerentwicklung erfordert - einen ganzheitlichen Ansatz - eine integrative Bewirtschaftung - Handeln zwischen Statik und Dynamik Gewässerunterhaltung ist der Schlüssel dazu! Erlebbarkeit von Gewässerlandschaften Verbesserung der biologischen Selbstreinigung Tele 040 / // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

42 44 Prinzip verstehen: Die arbeitende Breite Ein Gewässer mit zwei Beispielen Massenwuchs von Igelkolben im Profil durch zu breit geräumten MW-Abfluss: Sommeraspekt Zu breites MW-Profil reduziert Strömungsdruck = großflächig Sedimentation und starker Igelkolbenaufwuchs; Förderung durch Mahd: Frühjahrsaspekt Tele 040 / // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

43 45 Prinzip verstehen: Die arbeitende Breite Ein Gewässer mit zwei Beispielen Das selbe Gewässer 100 m unterhalb: enges MW-Profil mit Schattendruck verursachenden Hochstauden auf der Böschung: Sommeraspekt Turbulenter Abfluss sorgt für Substratsortierung = Profil pflanzenfrei: Frühjahrsaspekt Tele 040 / // Fax 040 / // Manfred.Tschoepe@googl .com

44 Hydraulischer Stress 46 Unzureichende Wasserrückhaltung zwingt zu massiver Ufersicherung Deutlich verbesserte Wasserrückhaltung ermöglicht deutlich kleinere Einläufe

45 Hydraulischer Stress 47 Erosionsbasis für Sedimenteinträge Ein Krautsaum am Ufer könnte eintragsreduzierend wirken Übersandende Kiesbänke