Ableitung statistisch basierter Eingangsdaten für die Modellierung von urbanen Stoffeinträgen in die Gewässer auf Flussgebietsebene

Urbane Stoffeinträge stellen nach wie vor eine Belastung der Gewässer dar. Neben den punktförmigen Kläranlagen sind hier insbesondere die diffusen Einträge über Kanalisationen zu nennen. Der Großteil der Frachten stammt dabei von versiegelten Flächen. Um die Stoffeinträge von diesen Flächen möglichst realitätsnah abbilden zu können, sind adäquate Eingangsdaten notwendig. An diesem Punkt setzt die vorliegende Arbeit an.
Während sich eine Vielzahl von Studien mit der chemischen Zusammensetzung von urbanen Abflusskomponenten beschäftigen, werden die meisten wissenschaftlichen Arbeiten im Kontext einer Konzentrationsbetrachtung durchgeführt. ... mehrBei der Erstellung von Massenbilanzen, wie sie in Flussgebietsmodellen durchgeführt wird, ist es jedoch unabdingbar, über die Konzentration hinausgehend den Abfluss bei der Probenahme (und somit bei der Mittelwertbildung) zu berücksichtigen. Die Untersuchung empfiehlt deshalb die Verwendung abflussgewichteter Standortmittelwerte von Kanalabflüssen in der flussgebietsbezogenen Stoffeintragsmodellierung, da diese die üblicherweise in Flussgebietsmodellen umgesetzten Ansätze am besten wiedergeben und sich für die Erstellung von Massenbilanzen eignen.
Basierend auf dieser Erkenntnis, wurden repräsentative Konzentrationen für Europa abgeleitet. Anhand dieser Daten wurde eine Eintragsberechnung in MoRE für eine mittlere Eintragssituation durchgeführt. Diese ergab im Wesentlichen keine große Veränderung des Eintragsmusters in Bezug auf die Gesamteinträge. Die entwickelte Vorgehensweise erlaubt jedoch die Bereitstellung beliebiger Unsicherheitenstufen, die beispielhaft über das 68- bzw. 95 %ige Unsicherheitenintervall in der Modellierung berücksichtigt wurden.
Als weitere relevante urbane Abflusskomponente wurden Kläranlagenabläufe untersucht. Im Gegensatz zu den Abflüssen von versiegelten Flächen können diese gut durch arithmetische Standortmittelwerte abgebildet werden.
Die vorliegende Arbeit trägt durch einen Kenntnisgewinn zum mittleren Eintragsgeschehen und zu möglichen Spannbreiten von Stoffeinträgen dazu bei, vor dem Hintergrund eines kosteneffizienten Mitteleinsatzes Entscheidungsbefugten eine belastbare Grundlage zur Verfügung zu stellen.

Emissions from urban sources are still a threat to water bodies. In addition to wastewater treatment plants, the diffuse emissions via sewage systems must be mentioned here. Herein, the main loads originate from impervious areas. In order to describe the substance emissions of these surfaces as realistically as possible, adequate input data are necessary. At this point the present work begins.
While a variety of studies deal with the chemical composition of urban runoff components, most scientific work is carried out in the context of a concentration assessment. However, when creating mass balances, as carried out in river basin modeling, it is essential to take account the runoff volume during sampling.
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The investigation therefore recommends the use of runoff weighted site mean concentrations from storm water sewers of the separate sewer system in the emissions modeling on the level of river basins. This data is best suited to the approaches typically used in river basin modeling and is suitable for the calculation of mass balances.
Based on this finding, representative concentrations were derived for Europe. An emission modeling was performed in MoRE using this data. This essentially did not cause a visible change in the emission pattern in regard to the total emissions. However, the developed approach provides arbitrary uncertainties, which have been taken into account for example with the 68 or 95% uncertainty interval in the modeling.
Wastewater treatment plant effluents were investigated as further relevant urban runoff component. In contrast to the runoff from impervious surfaces, these can be well represented by arithmetic mean values.
Given the knowledge gained from the average emission pattern and the possible range of relevance for emission pathways, the present work provides a good basis for authorities in the decision making process for efficient use of funds.