SARISK

Entwicklung eines Schadstoffausbreitungsmodells zur stoffbezogenen Risikoanalyse und -bewertung extremer Hochwasserereignisse am Beispiel des Landkreises und der Stadt Bitterfeld

SARISK hat zum Ziel, die Schadstoffausbreitung im Raum Bitterfeld bei einem Extremhochwasser der Mulde zu modellieren und ein überregional gültiges Entscheidungshilfesystem (DSS) für Hochwasserereignisse zu installieren. Das DSS wird zunächst exemplarisch für den Raum Bitterfeld in Kooperation mit dem Landkreis und der Stadt Bitterfeld erstellt. Das USF ist im Rahmen des Projektes verantwortlich für die Modellierung der Schadstoffausbreitung (Teilprojekt 4).

Die Modellierung der Schadstoffausbreitung erfolgt im Modellsystem Telemac, das sowohl ein hydrodynamisches (Telemac2D), ein Transport- (Subief2D), als auch ein Gewässergütemodul (wq2subief) beinhaltet. Basis für die Modellierung der Schadstoffausbreitung ist die zweidimensionale Modellierung der Hydrodynamik und des Sedimenttransportverhaltens, die am Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH (UFZ) am Standort in Magdeburg vorgenommen wird (Abb. 1). In dem Gewässergütemodul (wq2subief) wird der Austausch zwischen partikulärer und gelöster Phase der Schadstoffe dargestellt (Abb. 2). Für organische volatile Schadstoffe tritt der Gasaustausch zwischen dem Wasserkörper (gelöste Phase) und der Atmosphäre (gasförmige Phase) hinzu.

Abbildung 1: Konzept des Modellsystems

Abbildung 2: Konzept der Schadstoffmodellierung

Es wird zwischen anorganischen und organischen Schadstoffen unterschiedlicher Toxizität und Persistenz unterschieden. Bei der Auswahl der Schadstoffe wurden solche berücksichtigt, die in potentiellen punktuellen und diffusen Quellen in hohen Konzentrationen und Mengen vorliegen, bzw. die als Beispiel für ganze Schadstoffklassen fungieren (Tab. 1). Ein Sonderfall sind Mineralölkomponenten und Nährstoffe, die im engeren Sinne nicht als Schadstoffe einzuordnen sind. Gleichwohl werden durch abgelagerte Mineralölkomponenten aus leckgeschlagenen Treibstoff- und Heizöldepots Böden flächenhaft verseucht, und durch Hochwasser freigesetzte Nährstoffe wie Phosphor wirken für stromabwärts gelegene Bereiche eutrophierend, was den Grundsätzen der Wasserrahmenrichtlinie der EU entgegensteht.

Tabelle 1: Zu modellierende Schadstoffe

Mit dem Schadstoffausbreitungsmodell sollen für unterschiedliche Abflüsse Szenarios der Schadstoffausbreitung berechnet werden, die verschiedene Annahmen von Deichbrüchen und –überflutungen zur Grundlage haben. Ergebnisse der Szenarios sind nicht nur georeferenzierte Darstellungen der Ablagerungen partikulär gebundener Schadstoffe in der Aue der Mulde (z. B. in sensiblen Bereichen wie Wohngebieten, Schulen, Kinderspielplätzen, etc.), sondern auch die Schadstoffkonzentrationen am Ausstromrand des Projektgebietes, die für stromabwärts gelegene Bereiche eine Gefährdung darstellen können. Letztendlich soll anhand der Modellergebnisse räumlich differenziert eine Risikobewertung für den Raum Bitterfeld abgeleitet werden, die wiederum Grundlage für das DSS ist.

Projektpartner und externe Kooperationen