Projekt Digitalisierung, Modellierung und Visualisierung des "Gewässersystems Donaumoos"

Hintergrundinformationen

Das Donaumoos ist das größte Niedermoor Süddeutschlands und liegt im Städtedreieck Neuburg a.d. Donau, Schrobenhausen und Ingolstadt. Bis 1790 war das Donaumoos ein weitgehend unzugänglicher Sumpf mit einer Fläche von 180 km2. In den Jahren 1790 bis 1793 wurde unter der Regentschaft des Kurfürsten Karl-Theodor das Donaumoos systematisch durch die Anlage von 473 Kilometern Kanälen und Gräben entwässert und mit der Besiedlung sowie der landwirtschaftlichen Nutzung begonnen.

Der Entzug von Wasser aus dem Moorkörper führt dazu, dass Sauerstoff eindringt und dieser mineralisiert. Dadurch gehen jährlich ein bis zwei Zentimeter Torfboden verloren und es entstehen große Mengen an klimaschädlichem CO2. Als Folge des Torfschwundes müssen die Entwässerungsgräben immer weiter eingetieft werden. Am Übergang des Mooses zur Donau ist der Eintiefung jedoch eine Grenze gesetzt, so dass das Gefälle der Gräben im Moos stetig geringer wird und der Ablauf des Wassers immer langsamer erfolgt. Es gilt also dieser Entwicklung entgegen zu wirken und durch Maßnahmen das Moor zu erhalten. Denn das Moor dient nicht nur als landwirtschaftliche Fläche. Intakte Moore können aufgrund ihrer hohen Wasserspeicherfunktion effektiv zum Hochwasserschutz beitragen und stellen für den Klimaschutz einen bedeutenden Kohlenstoffspeicher dar. Auch naturschutzfachlich sind Moore wertvolle Lebensräume für seltene Tier- und Pflanzenarten, welche es zu schützen und nach Möglichkeit neu zu schaffen gilt.

Noch immer ist ein beständiges Fortschreiten des Moorschwundes gegeben. Trotz einiger Erfolge sind für die Zielerreichung des "Entwicklungskonzeptes Donaumoos 2000 - 2030" und der Umweltziele der EG-Wasserrahmenrichtlinie weiterhin große Anstrengungen für eine erfolgreiche Umsetzung notwendig. Erfahrungen aus vergangenen Hochwasserereignissen, neue Planungsanforderungen aufgrund geänderter Förderrichtlinien und die stetigen Veränderungen im Niedermoorgebiet bedingen eine Anpassung der hydrogeologischen und wasserwirtschaftlichen Datengrundlagen unter Einbeziehung neuer Methoden, Gegebenheiten und Erkenntnisse.

Zielvorstellung

Das "Entwicklungskonzept Donaumoos 2000- 2030" umfasst folgende Schwerpunkte:

  • Moorkörperschutz
  • Hochwasserschutz
  • Arten- und Biotopschutz
  • Nachhaltige landwirtschaftliche Nutzung

Primäres Ziel des Projektes Digitalisierung, Modellierung und Visualisierung des "Gewässersystems Donaumoos" (Fließgewässer und Grundwasser) ist es, die Voraussetzung dafür zu schaffen, dass künftig unter Berücksichtigung des Klimaaspektes die vier Kernpunkte des Entwicklungskonzeptes Donaumoos besser und zielgerichteter umgesetzt werden können. Hierzu wird ein spezifisches Berechnungssystem aufgestellt. Dieses System setzt sich aus einem Grundwassermodell, einem Niederschlagsabflussmodell und einem hydrodynamisch-numerischen Modell zusammen und soll zukünftig als Prognoseinstrument dienen. Ermittelt werden hierbei potentielle Auswirkungen von wasserwirtschaftlichen Maßnahmen zum Moorkörper- und Hochwasserschutz. Es ermöglicht die Beurteilung des Grundwasserhaushaltes sowie des Abflussgeschehens und trägt dazu bei, das Wassermanagement im Sinne einer nachhaltigen Landwirtschaft im Donaumoos zu verbessern.

Spezielle Anforderung an das Berechnungssystem

Moore gehören, wie Seen, vor allem in eiszeitlich entstandenen Landschaften des Lockergesteins zum Landschaftsbild. Sie sind dort wesentliche Elemente des Austauschs von Grundwasser und Oberflächenwasser. Moore sind klimatisch und landschaftlich bedingt dort anzutreffen, wo Grundwasser an der Landoberfläche austritt oder ein ungehinderter und damit rascher Abfluss von Wasser an der Landoberfläche nicht möglich ist. Ähnlich wie Flüsse und Seen können Moore einen Grundwasserzustrom aufweisen, zur Grundwasserspeisung beitragen oder durch beide Effekte simultan oder wechselweise geprägt sein. Vor allem für Niedermoore, wie das Donaumoos, ist der Austausch mit dem Grundwasser existenziell.

Die Landwirtschaft verändert vor allem über die Form der Landnutzung und Maßnahmen der Bodenbearbeitung Prozesse wie Infiltration, Bodenwasserspeicherung, Verdunstung, Abflussbildung und nicht zuletzt der Grundwasserneubildung. Sie beeinflusst damit direkt oder indirekt die Wechselwirkungen zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser.

Die stärksten Eingriffe in den Wasserhaushalt stellen jedoch Entwässerungsmaßnahmen dar. Das Donaumoos ist bezüglich Abflussbildung und Abflussdynamik größtenteils durch Entwässerungssysteme (Graben- und Dränsysteme) anthropogen geprägt. Alleine das System der Entwässerungsgräben umfasst eine Länge von 473 km. Das beeinflusst nicht nur die Interaktion zwischen Grund- und Oberflächenwasser, sondern trägt auch dazu bei, dass im Hochwasserfall der Direktabfluss begünstigt wird und somit weniger Wasser in der Fläche zurückgehalten werden kann.

Lageplan Grabensystem Bild vergrössern Lageplan Grabensystem
Kartengrundlage: Topographische Karte 1:25.000; © Landesamt für Vermessung und Geoinformation Bayern

Organisation und Projektablauf

Auftraggeber des Projektes ist das Wasserwirtschaftsamt Ingolstadt. Für die fachgerechte Ausführung und Einhaltung der Qualitätsstandards, wurden die Leistungen an fachkundige Büros vergeben.

Der Projektablauf sieht eine Modellübergabe, inklusive aller geforderten Modellanwendungen, bis zum 31.12.2020 vor. Die Gesamtkosten werden zu je 50% durch den Freistaat Bayern (Wasserwirtschaft) und durch EFRE-Mittel (Naturschutz) finanziert.

Modellgebiet und Projektflächen

Das Aussagegebiet erstreckt sich auf den Naturraum Donaumoos mit einer Gesamtfläche von ca. 180 km2. Die Abgrenzung des Aussagegebiets orientiert sich an der Donaumoos-Kernfläche als ökologisch-funktionale Einheit und beinhaltet sowohl Niedermoorbereiche, als auch bereits mineralisierte Moorbereiche mit einer hydrologischen Verbindung zum eigentlichen Niedermoor.

Mit dem fertigen Berechnungssystem sollen auf Basis der ermittelten hydrogeologischen und hydraulischen Grundlagendaten Prognoseberechnungen (z.B. Prognosen zum Wasserhaushalt, Entwässerbarkeit, Grundwasserstand, Hochwasserszenarios) sowohl für den gesamten Naturraum Donaumoos, als auch im Detail für geplante Maßnahmen in den Projektflächen "Schorner Röste", "Langenmosen Ost/West", "Obermaxfeld" und dem neuen Projektgebiet "In den Flecken" durchgeführt und visualisiert werden.

Nach Projektabschluss wird das übergebene Berechnungssystem durch das Wasserwirtschaftsamt Ingolstadt verwendet, um auch in Zukunft effizient, schnell und flexibel wasserwirtschaftliche Maßnahmen im Sinne des Entwicklungskonzeptes Donaumoos entwickeln, modellieren sowie deren wasserwirtschaftliche Auswirkungen abschließend darstellen und bewerten zu können.

Lageplan Moormächtigkeit von 1978 Bild vergrössern Lageplan Moormächtigkeit von 1978
Kartengrundlage: Topographische Karte 1:25.000; © Landesamt für Vermessung und Geoinformation Bayern