Anthropogene Einflüsse auf fluviale Morphodynamik und Schadstoffausbreitung in kleinen Flusseinzugsgebieten (das Beispiel Wurm, Niederrheinische Bucht)

• Antragsteller: Dr. Roy Frings; Professor Dr. Frank Lehmkuhl; Professor Dr. Jan Schwarzbauer
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ; Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 274891834

Heutige Flusssysteme Mitteleuropas gelten als humanized fluvial systems. Während die anthropogenen Eingriffe seit dem Beginn des Ackerbaus und besonders seit dem Hochmittelalter die Flusssysteme stark verändert haben (u.a. Waldrodungen, Mühlenstaue, Versiegelung), erfolgte seit der Industrialisierung zusätzlich eine Belastung von Wasser und Sediment mit Schadstoffen. Darüber hinaus kommt es zu immer stärkeren Eingriffen in Form von Flussregulierungen. In diesem Projekt sollen anthropogene Einflüsse auf die fluviale Morphodynamik und Sedimentation in einem kleinen Einzugsgebiet erfasst werden. Als Fallbeispiel dient hier die Wurm in der Niederrheinischen Bucht mit einer Einzugsgebietsgröße von 354 km2. Aufgrund des Steinkohlenbergbaus unterliegen Teile des Flusses auch Subsidenzeffekten, die aus dem Kollaps von Bergbaustollen resultieren und Senkungen an der Erdoberfläche erzeugen. Darüber hinaus wurden durch Industrien und kommunale Abwässer verschiedene Substanzen eingetragen und in den Sedimenten angereichert. Die Sedimentationsentwicklung sowohl in den Senken als Sedimentfallen als auch in den Auen soll mittels verschiedener Methoden (Schwermetalle, organische Geochemie, Cäsium 137) zeitlich und räumlich erfasst werden. Durch Screenings auf quellenspezifische Substanzen aus (Montan-)Industrie und kommunaler Einleitung kann neben der qualitativen Bestimmung der im Sediment enthaltenen Schadstoffe eine historische und räumliche Einordnung der Kontamination erfolgen, die sich neben der Bestimmung von Punktquellen auch auf die Remobilisierung sowie Verdünnungseffekte flussabwärts bezieht. Die Effekte von Subsidenzen und Querbauwerken auf die fluviale Morphodynamik sollen mittels physikalische und numerische Modellierung hinsichtlich ihrer Effekte und ihrer Ausprägung erfasst werden. Die Ergebnisse dieses interdisziplinären Ansatzes aus Landschaftsrekonstruktion, Geochemie und Gewässermodellierung generieren Erkenntnisse über das Verhalten von Fließgewässern nach direkten und indirekten anthropogenen Eingriffen sowohl auf die fluviale Morphodynamik als auch auf die Verbreitung und Remobilisierung von Kontaminanten in Flusssystemen. Die Übertragung der Erkenntnisse auf vergleichbare Fließgewässer ermöglicht eine praktische Anwendung in diversen Umwelt-, gesundheits- und gesellschaftlichen Fragestellungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf