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Hamburger Gewässerinformationssystem

Das Datenmanagementsystem GERONIMUS der Hamburger Wasserwirtschaft (Abteilung W1 im Amt Wasser, Abwasser und Geologie) ist ein kohärentes System von Hard und Softwarekomponenten innerhalb und außerhalb des FHH-Netzes. Grundwasser- und Pegelstände Die Internetserver sind Kern des vollautomatisierten Wasserstandsdatentransfers des Hamburger Landesmessnetzes für Grund- und Oberflächenwasser (ca. 20000 Datensätze /d). Um Externen den ständigen Zugang zur Korrektur und Analyse der Massendaten zu ermöglichen, werden die Daten in einer Postgres-Datenbank im Internet gehalten. Sie können dort über ein Xterminal-ähnliches Verfahren direkt von den Auftragnehmern zu jeder Zeit unabhängig vom Zugang innerhalb des FHH-Netzes analysiert und bearbeitet werden. Die Zuwächse und Korrekturen werden quasi zeitgleich mit der internen Oracle-Instanz GDB (Gewässerdatenbank) synchronisiert und sind dort für alle Stellen der Hamburger Verwaltung zugänglich. Beschaffenheitsdaten (Grund und Oberflächengewässer) Die Beschaffenheitsdaten der Grund- und Oberflächengewässerdaten werden zentral über das LIMS des Institutes für Hygiene und Umwelt erfasst und gepflegt. Über einen nächtlichen Transfermechanismus gelangen die Daten in die Oracle-Instanz GDB und stehen dann für alle Stellen der Hamburger Verwaltung zur Verfügung. Stammdaten Messstellen Alle Daten der Hamburger Messnetze sind an Messstellen, Brunnen, Pegel, Entnahmestellen oder WFD-Monitoring-Stellen gebunden. Neben den Stammdaten der BUKEA-Messstellen wird auch der Hamburgteilige Datenbestand der Hamburger Wasserwerke vorgehalten. Auch die Entnahme- und Einleitstellen für die Wärmegewinnung oder Wärmeableitung im Grundwasser werden in GERONIMUS administriert. Wasserrechte Innerhalb des GERONIMUS-Systems werden alle Daten hinsichtlich der Rechte am und im Gewässer der Hamburger Ober- und Grundwasser gespeichert (Wasserbuch). Neben den Kenndaten werden auch die kompletten Bescheide digital vorgehalten. Digitale Umweltgebührenordnung (DUGO) Innerhalb der Wasserwirtschaftlichen Verwaltung fallen Gebühren zu unterschiedlichen Tatbeständen für Bürger oder auch Firmen an. Diese werden innerhalb des GERONIMUS-Systems gehostet und für die Finanzbehörde aufbereitet. Digitales Auftragsmanagement und Qualitätssicherung (DAQS) Für den Betrieb der Hamburger Messnetze fallen ständig Aufträge für Auftragnehmer (Messstellenbau, Wartung, Auswertung etc. Gutachten) an, die in Verträgen/Wartungsverträgen ausgegeben und historisiert werden. Grundwasserförderer, Fördererlaubnisse zur Erstellung der Zahlungsbescheide Zur Erstellung der Vorauszahlungsbescheide und Festsetzungsbescheide zur Grundwasserförderung der privaten und öffentlichen Förderer werden alle dazu notwendigen Daten unter GERONIMUS administriert. Gewässerbauwerke Das Kataster der Bauwerke am oder im Gewässer wird mit Kenndaten und Dokumenten administriert. Bisher ist allein der Aspekt Wasserrahmenrichtlinie datentechnisch abgebildet. Maßnahmenumsetzung nach Wasserrahmenrichtlinie (Water Framework Directive EG 2000/76) Die Umsetzung der Maßnahmen zur Verbesserung des Zustands der Hamburger Wasserkörper ist ein mehr oder weniger komplexer Eingriff in die Struktur der Gewässer, der neben Kenndaten der Maßnahme auch den Umsetzungsstatus und die Kosten beinhält. Zudem müssen die Daten historisierbar sein, um ältere Zustände abgleichen zu können. Charakteristik und Statusangaben der Hamburger Wasserkörper Die Kenndaten und Charakteristika der Hamburger Wasserkörper gemäß Wasserrahmenrichtlinie sowie die Status- bzw. Potentiale der biologischen und chemischen Qualitätskomponenten sind innerhalb GERONIMUS erfasst. Hydromorphologie der kleinen und mittleren Hamburger Gewässer Für das Bewertungsverfahren der Hydromorphologie werden alle Kenndaten zur Einstufung der Hydromorphologie nach Wasserrahmenrichtlinie im LAWA Detailverfahren oder dem Übersichtsverfahren historisierbar administriert. Monitoring gemäß Wasserrahmenrichtlinie Die Zuordnung Qualitätskomponenten zu den WRRL- Monitoringstellen sowie die Monitoringstellen der Wasserkörper sind im GERONIMUS-System administriert. Hochwasserrisikomanagement Die Daten zum Reporting und zur Maßnahmenumsetzung in Umfeld der Hochwasserrisikomanagementrichtlinie werden im GERONIMUS-System gehostet. Dazu zählen auch die Deichrouten. Gewässernetz Das Hamburger Gewässernetz wird als Netzwerktopologie innerhalb von GERONIMUS gepflegt. Es ist mit seinen Gewässerkennzahlen bundesweit und mit den Geometrien mit NI und SH an den Grenzen metergenau abgestimmt. Die Fließgewässer und Gräben sind hierzu geroutet und stationiert. Es dient als Basis der Abbildung der Oberflächenwasserkörper, der Gewässerabschnitte der Hydromorphologie, der Hochwasserrisikogebiete, der Maßnahmen und Bauwerke an den Gewässern. Zusätzlich werden die Uferrouten des reduzierten Gewässernetzes gepflegt. Digitale Karten in GERONIMUS Topographische Karten in Maßstäben von 1:1.000 bis 1:600.000 in unterschiedlicher Auflösung

Flussbauliche Untersuchungen im Bergsenkungsbereich am Niederrhein

Seit den 1930er-Jahren wurde im Raum Duisburg/Wesel der Steinkohlenbergbau auch unter dem Rheinstrom und seinen Vorländern betrieben. In Duisburg befindet sich das Bergwerk Walsum, dessen regelmäßiger Förderbetrieb im Jahr 1936 aufgenommen wurde. Die maximale Jahresförderung von ca. 3,4 Mio. t Steinkohle erbrachte die Zeche mit knapp 4.600 Beschäftigten im Jahr 1984. Als Folge des Untertagebaus traten im Bereich Walsum (Rhein-km 793 bis 798) Geländesenkungen von bis zu 9 m auf, die durch eine Anpassung der Bauwerke und durch Sohlaufhöhungen im Hauptstrom kompensiert wurden. Im Bereich der Rheinaue ist nun allerdings eine Ausuferung bereits ab mittleren Abflüssen zu beobachten. Diese lokalen Veränderungen der Abflussdynamik und des Sedimenttransportvermögens bergen die Gefahr von Anlandungen im Hauptstrom, welche die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs negativ beeinflussen können. Die Auswertung aktueller Peildaten lässt Anlandungstendenzen im Streckenbereich zwischen Walsum und Stapp erkennen. Mitte 2008 wurde, entgegen der ursprünglichen Planung, der Bergbau im Grubenfeld Walsum eingestellt und die Zeche stillgelegt. Der Beschluss zur Stilllegung war für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Anlass, Prognosen zur Stabilität der Stromsohle in dem betroffenen Rheinabschnitt zu erstellen und erforderlichenfalls geeignete Maßnahmen einzuleiten. Bereits Mitte der 1970er-Jahre hatte die WSV begonnen, die bergsenkungsbedingten Massenverluste der Stromsohle durch die Verklappung von Waschbergematerial zu kompensieren. Insgesamt wurden 13,8 Mio. t dieses Nebenprodukts der Steinkohlengewinnung im Zeitraum von 1976 bis 2008 im Stromabschnitt zwischen Rhein-km 793 und 808 eingebaut. In einigen Bereichen des Streckenabschnitts beträgt die Mächtigkeit dieser Waschbergeschichten mehrere Meter. Laboruntersuchungen belegen, dass Waschbergematerial andere Materialeigenschaften aufweist und sich in seinem Verwitterungsverhalten von natürlichem Rheinkies unterscheidet. Mobilisiertes Waschbergematerial unterliegt auf der Gewässersohle Zerfallsprozessen, mit der Tendenz, relativ schnell zwischen den deutlich härteren Kiesfraktionen zerrieben, in Suspension überführt und schließlich aus der Strecke ausgetragen zu werden. Die Untersuchungen der BAW konzentrierten sich in einem ersten Schritt auf die Ermittlung der durch die Bergsenkungen verursachten Auswirkungen auf die Morphologie der Stromsohle im Bereich von Duisburg bis Wesel. Dabei kam ein zweidimensionales Feststofftransportmodell (2D-FTM) zum Einsatz. Für diese hydromorphologischen Betrachtungen war im Vorfeld der Aufbau eines historischen Geländemodells erforderlich, welches den Vorlandzustand des Untersuchungsgebiets vor Beginn der Bergbautätigkeiten erfasst. Dieses Geländemodell wurde mit Hilfe topografischer Karten der Preußischen Landesaufnahme aus dem Jahr 1892 erstellt.

Nachhaltige Entwicklung der Bundeswasserstraßen, Integriertes Flussauenmodell INFORM

Flussauen mit ihrem typischen Muster von unterschiedlichen Lebensräumen sind in Mitteleuropa stark gefährdet. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) hat daher das Integrierte Flussauenmodell INFORM (Integrated Floodplain Response Model) für den Einsatz an Bundeswasserstraßen erstellt, mit dem ökologische Modellierungen durchgeführt werden können. Das modular aufgebaute Modellsystem INFORM verknüpft hydrologische, hydraulische, morphologische und bodenkundliche Modelltechniken mit ökologischen Modellen. Dabei werden vor allem sogenannte Lebensraumeignungsmodelle (Habitatmodelle) angewendet. Solche Modelle beschreiben die potentielle Eignung eines Standortes als Lebensraum für bestimmte Arten und / oder Artengruppen anhand der Ausprägung mehrerer abiotischer Standortparameter. Die Bearbeitung folgt prinzipiell dem Wirkungspfad Abfluss - Flusswasser - Grundwasser - Boden - Biotik unter Berücksichtigung morphologischer Einflüsse, des direkten Einflusses der Überflutung und der (landwirtschaftlichen) Nutzung. Die Bewertung der prognostizierten Veränderungen erfolgt an Hand von Gesetzen und Verordnungen und beinhaltet auch die Auswirkungen des menschlichen Handelns.

Fließgewässerstruktur 2027 in 7 Stufen

Gewässerstrukturkartierung an den Gewässern des Berichtsgewässernetzes nach WRRL - Information zu den Bewertungen der Einzelparameter pro Abschnitt und weiterer Aggregationsstufen, wie Hauptparameter, Bereiche, Funktionale Einheiten, Struktur Gesamt. Enthalten sind auch Links zu bis zu sechs Fotos je Abschnitt (gegen und mit der Fließrichtung und zu besonderen Gewässersituationen). Im Datenbestand werden sukzessive weitere kartierte Lose hinzugefügt: Abschluss der Kartierung voruassichtlich bis Ende 2027.

Gewässerstrukturkartierung der Fließgewässer Bayerns 2017 (Vor-Ort-Verfahren): Auestruktur

Die Gewässerstrukturkartierung (GSK) aller nach EG-WRRL berichtspflichtigen, natürlichen Fließgewässer Bayerns – einschließlich der stark veränderten (HMWB) – erfolgte erstmals von Ende 2014 bis Anfang 2018. Für ausgewählte Strecken fand in den Jahren 2022 bis 2024 eine Fortschreibung der GSK statt. Die vorliegenden Daten GSK Flgw 2017 sind historisch und beinhalten für jeden 100-m-Abschnitt die Ergebnisse der ersten flächendeckenden Kartierung bis 2018. Sie dienen nur Vergleichszwecken mit den aktuellen Daten. Die Ergebnisse der jeweils jüngsten Kartierung seit 2014 bis 2024 befinden sich im Datensatz GSK Flgw 2023! Visualisiert ist die Bewertung des Teilsystems Aue. Erfasst und bewertet wurde die Gewässerstruktur mit Hilfe des Eingabetools GSKmobil gemäß der Kartieranleitung „Gewässerstrukturkartierung von Fließgewässern in Bayern – Erläuterungen zur Erfassung und Bewertung“ (Bay. LfU 2018, siehe https://www.bestellen.bayern.de/shoplink/lfu_was_00152.htm). Die Daten bestehen aus Geometrien (100-m-Abschnitte der Gewässerläufe) und Sachdaten. Für jeden kartierten 100-m-Abschnitt liegen die Geometrie, Fotos, alle erfassten Ausprägungen von 28 Einzelparametern, und die daraus abgeleitete Bewertung von 22 Einzelparametern, 7 Hauptparametern, 2 Teilsystemen (Gewässerbett und Aue) sowie eine Gesamtbewertung vor. Öffentlich bereitgestellt sind die Geometrie, die Gesamtbewertung, die Bewertung der 2 Teilsysteme (Gewässerbett und Aue), der 7 Hauptparameter und wichtige Stammdaten der innerbayerischen 100-m-Abschnitte. Die vollständigen Stammdaten, die Ausprägungen und Bewertungen aller Einzelparameter, sowie Fotos zu den 100-m-Abschnitten stehen innerhalb des Geschäftsbereichs des bay. StMUV zur Verfügung und können bei Bedarf für spezifische Fachplanungen oder GIS-Analysen angefragt werden.

Gewässerstrukturkartierung der Fließgewässer Bayerns 2017 (Vor-Ort-Verfahren): Gesamtbewertung

Die Gewässerstrukturkartierung (GSK) aller nach EG-WRRL berichtspflichtigen, natürlichen Fließgewässer Bayerns – einschließlich der stark veränderten (HMWB) – erfolgte erstmals von Ende 2014 bis Anfang 2018. Für ausgewählte Strecken fand in den Jahren 2022 bis 2024 eine Fortschreibung der GSK statt. Die vorliegenden Daten GSK Flgw 2017 sind historisch und beinhalten für jeden 100-m-Abschnitt die Ergebnisse der ersten flächendeckenden Kartierung bis 2018. Sie dienen nur Vergleichszwecken mit den aktuellen Daten. Die Ergebnisse der jeweils jüngsten Kartierung seit 2014 bis 2024 befinden sich im Datensatz GSK Flgw 2023! Visualisiert ist die Gesamtbewertung. Erfasst und bewertet wurde die Gewässerstruktur mit Hilfe des Eingabetools GSKmobil gemäß der Kartieranleitung „Gewässerstrukturkartierung von Fließgewässern in Bayern – Erläuterungen zur Erfassung und Bewertung“ (Bay. LfU 2018, siehe https://www.bestellen.bayern.de/shoplink/lfu_was_00152.htm). Die Daten bestehen aus Geometrien (100-m-Abschnitte der Gewässerläufe) und Sachdaten. Für jeden kartierten 100-m-Abschnitt liegen die Geometrie, Fotos, alle erfassten Ausprägungen von 28 Einzelparametern, und die daraus abgeleitete Bewertung von 22 Einzelparametern, 7 Hauptparametern, 2 Teilsystemen (Gewässerbett und Aue) sowie eine Gesamtbewertung vor. Öffentlich bereitgestellt sind die Geometrie, die Gesamtbewertung, die Bewertung der 2 Teilsysteme (Gewässerbett und Aue), der 7 Hauptparameter und wichtige Stammdaten der innerbayerischen 100-m-Abschnitte. Die vollständigen Stammdaten, die Ausprägungen und Bewertungen aller Einzelparameter, sowie Fotos zu den 100-m-Abschnitten stehen innerhalb des Geschäftsbereichs des bay. StMUV zur Verfügung und können bei Bedarf für spezifische Fachplanungen oder GIS-Analysen angefragt werden.

Gewässerstrukturkartierung der Fließgewässer Bayerns 2017 (Vor-Ort-Verfahren): Gewässerbettstruktur

Die Gewässerstrukturkartierung (GSK) aller nach EG-WRRL berichtspflichtigen, natürlichen Fließgewässer Bayerns – einschließlich der stark veränderten (HMWB) – erfolgte erstmals von Ende 2014 bis Anfang 2018. Für ausgewählte Strecken fand in den Jahren 2022 bis 2024 eine Fortschreibung der GSK statt. Die vorliegenden Daten GSK Flgw 2017 sind historisch und beinhalten für jeden 100-m-Abschnitt die Ergebnisse der ersten flächendeckenden Kartierung bis 2018. Sie dienen nur Vergleichszwecken mit den aktuellen Daten. Die Ergebnisse der jeweils jüngsten Kartierung seit 2014 bis 2024 befinden sich im Datensatz GSK Flgw 2023! Visualisiert ist die Bewertung des Teilsystems Gewässerbett. Erfasst und bewertet wurde die Gewässerstruktur mit Hilfe des Eingabetools GSKmobil gemäß der Kartieranleitung „Gewässerstrukturkartierung von Fließgewässern in Bayern – Erläuterungen zur Erfassung und Bewertung“ (Bay. LfU 2018, siehe https://www.bestellen.bayern.de/shoplink/lfu_was_00152.htm). Die Daten bestehen aus Geometrien (100-m-Abschnitte der Gewässerläufe) und Sachdaten. Für jeden kartierten 100-m-Abschnitt liegen die Geometrie, Fotos, alle erfassten Ausprägungen von 28 Einzelparametern, und die daraus abgeleitete Bewertung von 22 Einzelparametern, 7 Hauptparametern, 2 Teilsystemen (Gewässerbett und Aue) sowie eine Gesamtbewertung vor. Öffentlich bereitgestellt sind die Geometrie, die Gesamtbewertung, die Bewertung der 2 Teilsysteme (Gewässerbett und Aue), der 7 Hauptparameter und wichtige Stammdaten der innerbayerischen 100-m-Abschnitte. Die vollständigen Stammdaten, die Ausprägungen und Bewertungen aller Einzelparameter, sowie Fotos zu den 100-m-Abschnitten stehen innerhalb des Geschäftsbereichs des bay. StMUV zur Verfügung und können bei Bedarf für spezifische Fachplanungen oder GIS-Analysen angefragt werden.

Sedimentbewegungen in der Deutschen Bucht

Zur Halbzeit eines BAW-Forschungsprojektes zum 'Aufbau von integrierten Modellsystemen zur Analyse der langfristigen Morphodynamik in der Deutschen Bucht' werden erste Ergebnisse sichtbar. Transportprozesse im Wandel der Zeitläufe: Wie werden sich die Watten und Vorländer der deutschen Nordseeküste anpassen, sollte in Folge des Klimawandels der Meeresspiegel steigen? Eine Antwort auf diese Frage ist nicht nur für die Sicherheit der Seedeiche bedeutsam, sondern auch für die Zufahrten zu den Seehäfen. Einerseits beeinflusst das Flachwasser im Ästuarbereich maßgebend das Tide- und Sedimentregime in den Tideflüssen und hat somit Auswirkungen auf die zukünftige Unterhaltung der Seehafenzufahrten. Zum anderen hat sich gezeigt, dass in einer Betrachtung über Jahrzehnte hinweg die kleinräumigen Transportprozesse in der Deutschen Bucht und in den Außenbereichen der Ästuare auch durch die Transportprozesse, die in der gesamten Nordsee stattfinden, mitgeprägt werden. Die Dimension dieser weiträumigen Transportprozesse in der Nordsee wird in der Satellitenaufnahme der oberflächennahen Ausbreitung der Schwebstofffahnen aus den Ästuarmündungen deutlich (Bild 1). Allerdings entzieht sich dieses Phänomen noch weitgehend der fachwissenschaftlichen Betrachtung, denn über die tatsächlichen Transportprozesse in der Nordsee, zumal in der Deutschen Bucht, ist wenig bekannt: Es fehlen zum Beispiel grundlegende, flächendeckende Informationen über das anstehende Material an der Gewässersohle, über den Bodenaufbau oder über die relevanten Kräfte, die den Transport antreiben, wie Wind und Seegang. Und schließlich fehlen die geeigneten Werkzeuge, um die komplexen Transportprozesse berechnen zu können. BAW hat Federführung bei Forschungsprojekt: Im Rahmen eines im Wettbewerb ausgeschriebenen Forschungsschwerpunktes des Kuratoriums für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI) konnte sich die BAW mit einem Forschungsantrag zum Thema 'Aufbau von integrierten Modellsystemen zur Analyse der langfristigen Morphodynamik in der deutschen Bucht (AUFMOD)' durchsetzen. An dem Projekt unter Federführung der BAW beteiligen sich weitere neun Kooperationspartner. Gestartet Ende 2009, läuft die Förderung zunächst bis 2012 (siehe: www.kfki.de/prj-aufmod/de).

Charakterisierung und Bewertung von Fließgewässern in Oberfranken

Biologische und morphologische Bewertung von Fließgewässern unter dem besonderen Gesichtspunkt ihres Fischertrages

Computergestützte Gewässermodellierung - Analyse der hydraulischen Auswirkungen einer Deichrückverlegung

Bei Lenzen an der Elbe zeigt sich, dass numerische Modelluntersuchungen vor Baubeginn präzise die später in der Natur eintretenden Ereignisse vorhersagen können. Seit den 1990er Jahren wurde an der Elbe bei Lenzen durch das Land Brandenburg eine Deichrückverlegung geplant und realisiert. Die Bundesanstalt für Wasserbau hat mit hydraulisch-morphologischen Modelluntersuchungen des Oberflächenabflusses die Umsetzung des Projektes unterstützt. Bei dieser Deichrückverlegung in der Lenzen-Wustrower Elbeniederung westlich von Wittenberge sollten nicht nur der Verlauf des erhöhten Hochwasserdeiches der Elbe verändert und die Flutrinnen im Vorland verkleinert, sondern auch die Lage und Struktur der Auwaldpflanzungen im Rückdeichungsgebiet modifiziert werden. Weiterhin sah die Planung vor, in den an das Deichrückverlegungsgebiet angrenzenden Lütkenwischer und Mödlicher Werder zusätzliche Vorlandanpflanzungen vorzusehen. Vor Projektbeginn wurde die BAW vom Projektträger, dem Bundesamt für Naturschutz (BfN), im November 2006 um Amtshilfe bei der Untersuchung der hydraulischen Auswirkungen dieser Maßnahme gebeten. Die BAW-Wissenschaftler nutzten für ihre Untersuchungen das hydronumerische Verfahren UnTRIM und erstellten ein zweidimensionales Modell des Untersuchungsgebietes. Nach Fertigstellung der Deichrückverlegung Ende 2009 konnten dann die in den Modellrechnungen prognostizierten Werte für die Veränderung der Wasserspiegel und der in das Deichrückverlegungsgebiet ein- und ausströmenden Wassermengen anhand von vergleichenden Messungen - Wasserspiegelfixierungen, Durchflussmessungen - während der Elbe-Hochwässer im März 2010, Oktober 2010 und Januar 2011 validiert werden: 'Es zeigte sich, dass wir mit dem Computermodell sehr genau die tatsächlich in der Natur eintretenden hydraulischen Verhältnisse im Vorhinein beschreiben konnten', berichtet Dipl.-Ing. Matthias Alexy, Mitarbeiter in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich der BAW.

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