BOOT-Monitoring

Bootgestütztes Messsystem für die Erfassung longitudinaler Gewässerprofile der Morphometrie, Wasserqualität und Hydrologie als Teil eines integrierten Gewässermonitorings

BOOT-Monitoring
BOOT-Monitoring

Flüsse per Boot lückenlos unter die Lupe nehmen

Spätestens bis zum Jahr 2027 müssen alle Gewässer in Eu­ropa einen guten ökologischen und chemischen Zustand aufweisen. Dies ist das Ziel der Europäischen Wasserrah­menrichtlinie (WRRL) und gilt für alle Grundwasserkörper, Küsten- und Oberflächengewässer. Für die Bewertung des Zustands und die Planung von Maßnahmen sind um­fangreiche Mess- und Erhebungsprogramme notwendig. In Fließgewässern beschränken sich bislang die Messun­gen der Wasserquantität und -qualität auf einzelne für einen Gewässerabschnitt repräsentative Standorte. Die­ses Vorgehen hat seine Schwachstellen: Um Aussagen zu den Gewässereigenschaften und zum Zustand zwischen einzelnen Messpunkten treffen zu können, werden die­se Werte interpoliert. Dabei müssen häufig schwer zu prüfende Annahmen zum Verlauf getroffen werden. In der Folge kommt es so zu Fehleinschätzungen von Belas­tungen und deren Ursachen. Dies wollen die Partner des Verbundprojekts BOOT-Monitoring ändern. Mit Hilfe ei­nes Boots kommt eine Online-Messtechnik zum Einsatz, die Parameter der Wasserqualität, der Gerinnemorphometrie und der Hydrologie eines Fließgewässers kontinu­ierlich entlang seines Verlaufs erheben kann.

Ziele

Ziel des Verbundprojekts BOOT-Monitoring ist es, eine bes­sere Zustandsbeschreibung und Bewertung der kleinen und mittleren Bäche und Flüsse in Deutschland zu ermögli­chen, damit die Fließgewässer nachhaltiger bewirtschaftet werden können. Dabei stehen folgende Aufgaben im Fokus:

  • Ermittlung von raum- und zeitkonkreten Daten der Wasserqualität und der Morphologie in urbanen und natürlichen Fließgewässerabschnitten
  • Beschreibung des hydromorphologischen Zustands und der Gewässerqualität mit Bezug zur Klassifi- kation des ökologischen Zustandes des Gewässers
  • Identifikation kritischer Belastungssituationen und Gewässerabschnitte> Optimierung der Aussagekraft des aktuellen Gewässermonitorings von Aufgabenträgern im Sinne der WRRL
  • Bewertung von Bewirtschaftungs- und Entwick- lungsmaßnahmen des Gewässers auf Grundlage der verbesserten Beschreibung in Simulationsmodellen
ReWaM - BOOT-Monitoring, Hydrocrawler

Vorversuche mit einem Prototypen des Messboots im Freiland

Modellregionen

In dem Verbundprojekt werden zwei Modellregionen be­trachtet: Die Freiberger Mulde dient als Modellgewässer für Mittelgebirgsflüsse. Die Tollense ist ein Modellgewäs­ser für Tieflandflüsse und im Unterlauf erheblich durch menschliche Aktivitäten verändert. Darüber hinaus ist die Befahrung weiterer Modellregionen im Rahmen einer Ko­operation mit dem Verbundprojekt RiverView geplant.

Ausgewählte Zwischenergebnisse

  • Während der ersten Projektphase wurden Prototypen für zwei verschiedene Arten von Fließgewässern entwickelt: Forscher der TU Dresden konzentrierten sich auf einen vom Mittelgebirge geprägten Fluss, wohingegen an der Universität Rostock ein Messsystem für ein Gewässer im Flachland konzipiert wurde.
  • Das „Herzstück“ des in der ersten Projekthälfte entwickelten Prototyps ist ein Ultraschall-Doppler-Profil-Strömungssensor (ADCP), an dessen Trägerboot sämtliche weitere Online-Messtechnik angebracht wurde. Neben dem ADCP fungiert ein Ultraschallkeilsensor zur Ermittlung von Gewässertiefe und Fließgeschwindigkeiten. Die Messung der Geschwindigkeit in besonders flachen Bereichen wurde zudem durch einen magnetisch induzierten Durchflussmesser realisiert.
  • Aufgrund des teilweise starken Bewuchses in der Tollense ist die Verwendung eines anderen Trägersystems erforderlich. Hierfür wurde ein robustes Gefährt entwickelt, an dem sich möglichst wenige Wasserpflanzen verfangen können. Das System wurde so konzipiert, dass das Messsystem nicht in direktem Kontakt mit dem Gewässer steht.

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