Ein fortwährendes Problem von Stauhaltungen ist die kontinuierlich stattfindende Verlandung infolge des zuflussbedingten Feststoffeintrages. In Zeiten des Klimawan-dels sind Stauhaltungen zur Harmonisierung des Wasserdargebots jedoch wichtiger denn je - jedoch nehmen die Variabilität von Niederschlags- sowie die Häufigkeit von Extremwetterereignissen und damit auch die eingetragenen Sedimentfrachten zu.
Im Zuge des vorgestellten Forschungsprojektes soll die innovative Methode des kontinuierlichen Sedimenttransfers gegen die seit langer Zeit an verschiedenen Standorten Verwendung findenden Maßnahme der Stauraumspülung vergleichend eingesetzt und optimiert werden. Ziel ist eine ökologisch verträgliche, nachhaltige und möglichst allgemein anwendbare Methode, um Stauraumvolumen bestehender Anlagen zu erhalten, bzw. wiederherzustellen.
Das Projekt basiert methodisch auf Felduntersuchungen und numerisch gestützten Simulationen, deren Ergebnisse mit publizierten Erfahrungen und Erkenntnissen ver-glichen und interpretiert werden.
Zunächst werden vorbereitende Arbeiten für die geplanten Feldversuche durchgeführt und erläutert. Hierzu erfolgt eine Beschreibung des Untersuchungsgebietes um den Stausee Bittburg an der Prüm und die Ergebnisse aus durchgeführten Beprobungen und Messungen zur Abbildung des Ist-Zustandes werden dargelegt. Zudem werden die Erfahrungen aus ähnlichen Feldforschungsprojekten exzerpiert, um diese beim methodischen Design der geplanten eigenen Feldversuche mit einfließen lassen zu können.
Der zweite Arbeitsschritt widmet sich den Felduntersuchungen als auch den flankierenden hydrodynamisch-numerischen Simulationen. Einerseits finden sich hier die Erläuterungen zum Vorgehen und der gewonnenen Daten und Erkenntnisse zum angewendeten kontinuierlichen Sedimenttransfer und der konventionellen Stauraumspülung. Anderseits werden die Monitoringergebnisse aus den begleiteten hydraulischen Ereignissen dokumentiert und ausgewertet. Zudem erfolgt die Darlegung der numerischen Simulationsmethode und die Diskussion der daraus gewonnenen Ergebnisse.
Im dritten Arbeitsschritgt erfolgt die Synthese und Bewertung der Erkenntnisse aus den Felduntersuchungen und den flankierend durchgeführten Simulationen. Hier werden letztendlich grundsätzliche Empfehlungen zu den Einsatzbereichen, Wirksamkeiten, der Umweltverträglichkeit und den zu berücksichtigenden Randbedingungen als auch den erkannten Vor- und Nachteilen des kontinuierlichen Sedimenttransportes praxistauglich zusammengestellt.
Der letzte Arbeitsschritt fasst die wesentlichen Meilensteine und Erkenntnisse des EuMES-Projektes zusammen und gibt einen Ausblick auf sinnvolle weiterführende For-schungsarbeiten zu diesem Thema.
Die Verlandung des Stausees Bitburg hat kontinuierlich zugenommen, welche im Hauptsee überwiegend durch Sedimentablagerungen kohäsiven Materials verursacht wird. Entsprechend konnte mit zunehmender Ablagerungsdauer der Sedimente auch eine starke Entwässerung und Konsolidierung nachgewiesen werden - folglich nimmt die Erosionsbeständigkeit der Schichten mit zunehmender Verweildauer im See stark zu.
Die Modellierung der Abflussverhältnisse im Stausee legt dabei nahe, dass bereits bei sehr niedrig geschätzten kritischen Schubspannungen keine großflächige Entlandung des Sees möglich ist. Im Rahmen der jährlich durchgeführten Abstauereignisse ist daher keine großflächige Entlandungswirkung zu erwarten, unabhängig davon, ob eine zeitliche Streckung auf mehrere Tage (Oktober 2019 und 2020), oder die Absenkung im Verlauf von 24 Stunden erfolgt. Herkömmlich durchgeführte Stauraumspülungen zur Entlandung sind daher am Standort als Einzelmaßnahme nicht zielführend einsetzbar.
Ein herangezogender Vergleich mit der Flussstauhaltung Bodendorf macht deutlich, dass die Durchführbarkeit von Stauraumspülungen stark vom jeweiligen Standort abhängt. Sedimentbeschaffenheit, Speichergeometrie, Infrastruktur bzw. allgemein hydraulische Randbedingungen machen eine Einzelfallprüfung erforderlich. Die Ergebnisse belegen hierbei, dass Stauraumspülungen in hydraulischer Hinsicht an geeigneten Standorten als effiziente Entlandungsmaßnahmen eingesetzt werden können wozu eine zutreffende Prognose mittels numerischer Modellierung gegeben werden kann. Für den Standort Bitburg alerdings konnte der effiziente Einsatz von Stauraumspülungen zur Entlandung ausgeschlossen werden.
Obwohl die Feldexperimente zum kontinuierlichen Sedimenttransfer nicht vollumfänglich durchgeführt werden konnten, lässt sich aus den gewonnenen Monitoring- und Simulationsergebnissen schließen, dass bei den am Bitburger Stausee vorliegenden Randbedingungen ein ein kontinuierlicher Sedimenttransfer sehr gut einsetzbar ist. Die Einsatzbedingungen lassen sich auf Grundlage der Modellierung sehr gut abschätzen. Die Validierung konnte jedoch nicht mehr im Rahmen dieses Vorhabens durchgeführt werden. Eine Möglichkeit, dies nachzuholen, kann sich im Rahmen der nach wie vor anstehenden größeren Maßnahmenumsetzung ergeben.
In einem 2019 durchgeführten Kolloquium mit Beteiligung staatlicher nationaler Vertreter und internationaler Experten wurden die Projektplanung vorgestellt und das Vorgehen im Projekt begrüßt. Insgesamt wurden nur kleinere Anregungen zur Projekt- und Ergebnisoptimierung gegeben.
Das Projekt wurde auf den Internetseiten der projektbeteiligten Akteure publiziert.
Das Projekt basiert methodisch auf Felduntersuchungen und numerisch gestützten Simulationen, deren Ergebnisse mit publizierten Erfahrungen und Erkenntnissen ver-glichen und interpretiert werden.
Statt einer typischerweise gemäß Wasserhaushaltsgesetz genehmigungsfreien Durchführung der Feldversuche wurde nach erfolgter Projektbewilligung jedoch von der Gewässeraufsichtsbehörde ein wasserrechtliches Zulassungsverfahren gefordert. Trotz mehrfacher Versuche zu dessen Beschleunigung waren Vorbereitung und Durchführung auch nach knapp 5 Jahren noch nicht abgeschlossen und kein Erteilungsdatum absehbar. Daher konnten die vorgesehenen Versuche nicht im geplanten Umfang durchgeführt werden, was letztendlich zum Projektabschluss die Dokumentation und Evaluation des Einsatztes der Gerätschaften zur kontinuierlichen Sedimentweitergabe nicht möglich machte.
Dank der im Projektgebiet erhobenen Messdaten, der flankierenden hydrodynamisch-numerischen Simulation (HN-Simulation) als auch dem Vergleich mit zugänlichen Forschungsdaten aus ähnlichen Projektgebieten konnten jedoch klare Empfehlungen gegeben werden, wie mittels HN-Simulation unter Berücksichtigung standortspezifischer Randbedingungen die Wirksamkeit von konventionellen Stauraumspülungen prognostiziert werden kann und wie deren gewässerökologische Auswirkungen für den Unterlauf abgeschätzt werden können.