Urbanes Observatorium

Ziel der Bewirtschaftung von Wasserressourcen im urbanen Raum muss es sein, die relevanten Stoffströme sowie die Interaktion zwischen technischer Infrastruktur und angrenzendem Ökosystem zeitabhängig genau zu beschreiben, um adäquate Ansätze zu einer nachhaltigen Bewirtschaftung aufzuzeigen zu können. Durch den Aufbau eines zeitlich und räumlich detaillierten Messsystems sollen Prozesse des Wasser- und Stofftransports sowohl im Entwässerungs- als auch im Gewässersystem erfasst werden. Die Messungen helfen ein besseres Verständnis für einschränkende Faktoren zu erlangen, liefern aber auch die Grundlage für die Bewertung der Auswirkungen von Siedlungsentwässerung auf den ökologischen Zustand des Gewässers.

Insgesamt werden acht modular aufgebaute Messstellen im Stadtgebiet von Dresden betrieben, fünf davon im Lockwitzbacheinzugsgebiet und drei im Geberbach. Im Lockwitzbach befinden sich zwei Stationen in der Mischwasserkanalisation (Drehbogen, L.-Kugelmann-Str.), eine weitere im Regenwasserkanal (An der Aue). Um den urbanen Einfluss auf ein Gewässer zu erfassen, wurde im Stadtgebiet Dresdens zwei Messstation am Stadteingang und kurz vor dem Zusammenfluss mit der Elbe installiert . Je nach Bedarf wird an den einzelnen Messstellen Durchfluss, Leitfähigkeit, Sauerstoffkonzentration, Ammonium- und Nitratkonzentration, pH- und Redoxpotential, sowie Äquivalentkonzentrationen für Wassergüteparameter (TSS/CSB/DOC/TOC) von Spektrometriesonden kontinuierlich erfasst und gespeichert. Für die Beprobung von Niederschlagsereignissen werden zusätzlich automatische Probenehmer und Sedimentfallen eingesetzt. Seit 2019 betreiben wir zusammen mit dem Umweltamt der Stadt Dresden auch drei weitere Messstationen am Geberbach. Eine Renaturierung dieses Fließgewässer soll dafür sorgen, dass sich der Bauchlauf wieder zu einem natürlicheren Zustand entwickelt, wir wollen diesen Prozess wissenschaftlich begleiten. Ergänzend zu den Messstationen betreiben wir auch unterschiedliche mobile Messgeräte innerhalb der Einzugsgebiete, die aber nicht kontinuierlich Daten an unseren Server senden. Die erhobenen Daten sind über unsere Datenbank für angehörige der TU Dresden (Studenten & Mitarbeiter) innerhalb des Universitätnetzwerkes verfügbar. Eine Übersicht über weitere Sensoren und wasserwirtschaftlich relevante Punkte im Einzugsgebiet ist hier verfügbar. Geprüfte und Korrigierte Daten für Forschungszwecke können von den Projektbearbeitern erhalten werden.

Mit den zeitlich hoch aufgelösten Messereihen, können die Charakteristiken von Abfluss- und Wasserbeschaffenheit der beiden Teileinzugsgebiete erfasst werden, die durch die unterschiedlichen Flächennutzungen einen Einfluss auf das Fließgewässer haben. Beispielhaft werden in der linken Abbildung Wassertemperatur und Sauerstoff der beiden Messstationen im Lockwitzbach dargestellt - man erkennt dass sich der Bach innerhalb des Stadtgebietes erwärmt hat und dass es durch erhöhten Photosyntheseaktivität zu einer erhöhung der Sauerstoffkonzentration gekommen ist. Auf Basis dieser und weiterer Messergebnisse können hydrodynamische Niederschlagsabflusssimulationen erstellt werden, mit denen sich Trockenwetterdynamik, Einzelereignisse und Langzeitperioden beschreiben lassen. Stofftranksport- und Umsatzmodelle können kalibriert werden, um Metabolismusraten zu ermittlen. Bei der Datenakquise wird eng mit der Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsens, dem Umweltamt und der Stadtentwässerung Dresden zusammengearbeitet.

Die Ergebnisse der Fließgewässermesstation sollen eine Datenbasis zur Untersuchung von Charakteristika unterschiedlicher Einzugsgebiete schaffen. Die ländlich geprägte Landschaft im Ober- und Mittellauf des Lockwitzbaches kann nun mit der stark verbauten und urbanen Fläche im Unterlauf verglichen werden. Von besonderem Forschungsinteresse sind dabei Belastungssituation die durch Starkregenereignissen ausgelöst werden. Wir erhoffen uns dabei, eine präzise quantitative und qualitative Erfassung und Bilanzierung von z.B. Regen- und Mischwasserentlastungen zu erreichen, die durch unsere Messungen im Kanalnetz und Entlastungsbauwerken um eine weitere Facette reicher werden. Die Verwendung unseres Messnetzes als Erprobungsstation zur Sensorentwicklung wird von unsere Seite gerne unterstützt und ist durch die vorhandenen Infrastrukturen bestens geeignet.