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Projekt

Modellgestützte hydrochemische Entwicklungsanalysen zum Nitratabbauvermögen und Flächenpriorisierungen

Expertise: Grundwasser, Modellierung

In den Rohwässern der drei Förderbrunnen Begatal (bei Bad Salzuflen, Kreis Herford) zeigen sich seit etwa zehn Jahren deutlich steigende Nitratkonzentra­tionen, die je nach Brunnen bereits rund 30 bis 60 mg/l erreicht haben. Zur Erarbeitung der Zusammenhänge zwischen Stoffeinträgen ins Grundwasser, Nitrat­abbauprozessen und der Beschaffenheits­entwicklung des Rohwassers wurde eine modellgestützte hydraulische und hydrogeochemische Entwicklungs­analyse der Einzugsgebiete der Brunnen durchgeführt. Ergebnis war die Priorisierung von brunnennahen Teilen der Einzugsgebiete, die zur zeitnahen Minderung des Stickstoff-eintrags unter besonderen Schutz gestellt werden sollen. Die Ergebnisse sollen ggf. im Rahmen des zurzeit laufenden Wasserschutzgebietsverfahrens Berücksichtigung finden.

Zunächst erfolgte die Analyse der Entwicklung der Rohwasserbeschaffenheit unter den Bedingungen der Nitrateinträge und Abbauprozesse. Auf Basis des Grundwasserströmungsmodells wurde die Stoffflussmodellierung zur Identifikation und Quanti­fizierung der hydrogeochemischen Prozesse mit Fokus auf Nitratabbau über Pyrit und Corg sowie deren Konsequenzen für die Rohwasserbeschaffenheit durchgeführt. Die Berechnung der eintragsabhängigen Umsatzraten des heterotrophen (organotrophen) Nitratabbaus (über Corg) erfolgt anhand von GWM-Analysen und modellberechneten Grundwasser-Fließ­zeiten mithilfe von Monod-Konstanten. So können Prognosen zu den Nitrateinträgen und Abbauprozessen und deren Konsequenzen für die Rohwasser­beschaffen­heit der Brunnen erstellt werden.

Auf Grundlage der hydrogeochemischen Charakter­isierung der Brunnenstandorte und Teileinzugsgebiete erfolgte die Priorisierung, Bewertung und Auswahl von landwirtschaftlichen Nutzflächen im brunnennahen Einzugsgebiet, die kurzfristig unter besonderen Schutz gestellt werden sollen (Flächenstilllegungen, Extensivierungen). Die Effizienz­betrachtungen hinsicht­lich Grundwasserschutz­maß­nahmen beziehen sich auf den Ist- und den Wasserrechtszustand.

Land & Ort: Nordrhein-WestfalenProjektzeitraum: 2016 – 2018,
Umsetzung im WSG-Verfahren bis 2022
Erbrachte Leistungen:
  • Geosystemerkundung; Aktualisierung des Grundwasser-strömungsmodells (Ist- und Wasserrechtssituation).
  • Beprobung und Auswertung von Nitrattiefenprofilen.
  • Stoffflussmodellierungen zur Identifikation und Quanti­fizierung der hydrogeochemischen Prozesse.
  • Berechnung der eintragsabhängigen Umsatzraten des heterotrophen (organotrophen) Nitratabbaus.
  • Stoffbilanzierungen und Prognoseberechnungen mittels Nicomat-Verfahren (CAH); Vergleiche der Entwicklungs-prognosen der Rohwasserbeschaffenheit der Brunnen.
  • Hydrogeochemische Charakterisierung und Bewertung der Brunnenstandorte und Teileinzugsgebiete.
  • Prognoseberechnungen zum heterotrophen Nitratab­bau­vermögen in den einzelnen Teileinzugsgebieten

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