WaX-Verbundprojekt DRYRIVERS: Ziele, Anforderungen, Strategien und Werkzeuge für ein zukunftsfähiges Niedrigwasserrisikomanagement (NWRM); Teilprojekt 3: Ökologische Konsequenzen Makrozoobenthos: Ökologische Schadensindikation kritischer Niedrigwasserverhältnisse von Fließgewässern anhand des Makrozoobenthos (MZB)

Abstract

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) innerhalb der Fördermaßnahme „Wasser-Extremereignisse (WaX)“ im Bundesprogramm „Wasser: N“ als Teil der BMFTR-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit“ (FONA) Verbundvorhabens DryRivers (Laufzeit: 01.02.2022 – 31.01.2025; https://www.bmbf-wax.de/verbundvorhaben/dryrivers/) wurden ökologische Risiken kritischer Niedrigwasserverhältnisse für Fließgewässer systematisch analysiert und in ein modellbasiertes Entscheidungsunterstützungssystem integriert. Der vorliegende Sachbericht stellt die Ergebnisse des Teilprojekts 3 (FKZ: 02WEE1628C) des umweltbüro essen Bolle und Partner GbR vor, das sich auf die niedrigwasserbedingten ökologischen Konsequenzen der biologischen Qualitätskomponente Makrozoobenthos (MZB) konzentrierte. Auf Basis einer an den Bewirtschaftungszielen der EG-Wasserrahmenrichtline (Richtlinie 2000/60/EG; WRRL) orientierten ökologischen Schadensklassifizierung und eines entwickelten mechanistischen Erklärungs-/Wirkungsmodells wurden die Zusammenhänge zwischen sommerlichen Niedrigabflüssen, Wassertemperatur, Fließgeschwindigkeit und Sauerstoffversorgung sowie deren Konsequenzen für die MZB-Bewertung untersucht. Mithilfe des KLIWA-IndexMZB als bioindikatorische Kenngröße und der bewertungsmaßgeblichen Indizes MMI und PTI des Erfassungs- und Bewertungsverfahrens für MZB Perlodes konnten für ausgewählte Gewässerabschnitte der Projektgewässer Selke, Rur und Mittlere Elbe Schwellenwerte und Bewertungsfunktionen zur Prognose niedrigwasserbedingter ökologischer Schäden abgeleitet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere erhöhte sommerliche Wassertemperaturen in Kombination mit verminderten Abflüssen maßgeblich zu Verschlechterungen der MZB-Bewertung beitragen und sich für das Niedrigwasserrisikomanagement quantifizierbar berücksichtigen lassen. As part of the joint project DryRivers, funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMFTR) within the framework of the “Water Extreme Events (WaX)” funding measure in the federal program “Water: N” as part of the BMFTR strategy “Research for Sustainability” (FONA) (duration: February 1, 2022 – January 31, 2025; https://www.bmbf-wax.de/verbundvorhaben/dryrivers/), the ecological risks of critical low-flow conditions for running waters were systematically analyzed and integrated into a model-based decision support system. This technical report presents the results of subproject 3 (FKZ: 02WEE1628C) of umweltbüro essen Bolle und Partner GbR, which focused on the ecological consequences of low-flow conditions on the biological quality component macrozoobenthos (MZB). Based on an ecological damage classification oriented towards the management objectives of the EC Water Framework Directive (Directive 2000/60/EC; WRRL) and a mechanistic explanatory/impact model, the relationships between summer low-flows, water temperature, flow velocity, and oxygen supply, as well as their consequences for MZB assessment, were investigated. Using the KLIWA index MZB as a bioindicator parameter and the MMI and PTI indices of the recording and assessment procedure for MZB Perlodes, which are relevant for the assessment, threshold values and assessment functions for predicting low flow-related ecological damage were derived for selected sections of the project waters Selke, Rur, and Middle Elbe. The results show that increased summer water temperatures in combination with reduced flows in particular contribute significantly to deteriorations in the MZB assessment and can be taken into account in a quantifiable manner for low water risk management.