Der Gewässerschutz ist nach wie vor ein wichtiges Thema im Umweltbereich. Mit der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) (2000/60/EG) wurde ein Ordnungsrahmen geschaffen für die „…Vermeidung einer weiteren Verschlechterung sowie Schutz und Verbesserung des Zustands der aquatischen Ökosysteme und der direkt von ihnen
abhängenden Landökosysteme …“ (Europäisches Parlament und Rat der Europäischen Union 2000). Ziel der WRRL ist, für die Oberflächengewässer bis 2015 einen „guten ökologischen und guten chemischen Zustand“ zu erreichen. Zur Einschätzung der Zielerreichung ist eine
Bestandsaufnahme durchzuführen. Ein Teil dieser Einschätzung betrifft die Beschreibung der aktuellen stoffspezifischen Eintragssituation. Besonderes Augenmerk liegt dabei sowohl auf den Nährstoffen als auch auf den prioritären Stoffen nach der EU-Richtlinie über
Umweltqualitätsnormen (2008/105/EG) (Europäisches Parlament und Rat der Europäischen Union 2008a). Die Ergebnisse der Bestandsaufnahme gehen in die Bewirtschaftungspläne (BWP) ein. Danach werden der ökologische und der chemische Zustand anhand der
biologischen Qualitätskomponenten bzw. der Umweltqualitätsnormen bewertet. Ist der „gute Zustand“ nicht erreicht, sind die Ursachen zu ermitteln und Maßnahmen zu planen und durchzuführen. Dabei ist ein länderübergreifendes Vorgehen notwendig. Die Maßnahmen werden in den Maßnahmenprogrammen (MP) zusammengefasst. Die BWP und MP sind damit grundlegende Instrumente der WRRL zur nachhaltigen Bewirtschaftung von Flussgebieten.
Erste BWP und MP waren für den ersten Bewirtschaftungszyklus bis 2009 zu erstellen und werden bis Ende 2015 fortgeschrieben. Die flussgebietsweise Betrachtungsebene bei der
Erstellung der BWP und MP macht ein abgestimmtes und harmonisiertes Vorgehen der Länder zwingend notwendig. Dies betrifft sowohl die Aufnahme des Ist-Zustandes, die
Bestandsaufnahme, als auch die Ausweisung überregionaler Bewirtschaftungsziele und Maßnahmen. Aus diesen Anforderungen ergibt sich die Notwendigkeit geeignete Werkzeuge zu verwenden. Mit Blick auf den chemischen Zustand sollen diese idealerweise sowohl die notwendigen Informationen für die Bestandsaufnahme (insbesondere Abschätzung der
Eintragssituation) als auch mit Blick auf die Zielerreichung die Auswirkungen von Maßnahmen abbilden können.
Ähnlich der WRRL regelt die Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) das Erreichen festgesetzter Umweltziele in einem strengen Zeitplan (Europäisches Parlament und Rat der Europäischen Union 2008b). So sollten nach Art. 5 der Richtlinie bis zum Jahr 2012 die Bestandsaufnahme fertig gestellt, ein guter Umweltzustand der betreffenden Gewässer beschrieben und Umweltziele festgelegt sein.
Es gibt derzeit eine Vielzahl von unterschiedlichen Modellen, die von den Ländern und
Flussgebietsgemeinschaften (FGG) verwendet werden. Daraus ergibt sich für die überregionale Betrachtung die Notwendigkeit nach einem bundesweit einheitlichen harmonisierten
Werkzeug für die Modellierung von Stoffeinträgen in die Gewässer.
Neben der Verwendung eines geeigneten Modellwerkzeugs ist im Hinblick auf die Umsetzung überregionaler Bewirtschaftungsziele die Identifikation strategischer, überregional wirksamer Maßnahmen ein wichtiger Meilenstein. Bei der Auswahl der Maßnahmen sind deren
Wirksamkeit und die Kosten einzubeziehen.
So fordert die WRRL die Einbeziehung ökonomischer Instrumente zur Umsetzung
umweltpolitischer Zielsetzungen (Europäisches Parlament und Rat der Europäischen Union 2000). Art. 9 der WRRL fordert die Einführung des Kostendeckungs- und Verursacherprinzips für Wasserdienstleistungen. Bei der Auswahl der effektivsten Maßnahmenkombinationen zur
Erreichung der Umweltziele sind nach Art. 11 somit externe Umwelt- und Ressourcenkosten zu berücksichtigen. Preisinstrumente sollen Anreize zu einer effizienten Wassernutzung schaffen (Art. 9). Ausnahmen von der Pflicht, einen guten ökologischen Zustand bis 2015 zu erreichen, müssen u.a. ökonomisch begründet werden (Art. 4). Die wirtschaftliche Analyse der
Wassernutzungen nach Art. 5 und Anhang III WRRL und die anschließende Auswahl der kosteneffizientesten Maßnahmen sind bereits Teil der ersten Maßnahmenpläne für die Flussgebiete, die bis 2009 vorliegen mussten. Auch die MSRL fordert von den
EU-Mitgliedstaaten, bis zum Jahr 2015 kostenwirksame Maßnahmenprogramme zum Erreichen bzw. Aufrechterhalten eines guten Umweltzustands der Meere festzulegen. Dabei sind Kosten-Nutzen-Analysen ein wesentliches Element der Identifikation von Maßnahmenprogrammen.
Die zuständigen Stellen sind dazu angehalten, Strategien ggf. auf gemeinschaftlicher Ebene zu erarbeiten und Maßnahmen in gegenseitiger Absprache durchzuführen (Art. 5 und 13)
Ähnlich wie bei den Stoffeintragsmodellen sind jedoch auch die kosteneffizienten Maßnahmenprogramme der einzelnen Länder sehr heterogen. Um Maßnahmen zu identifizieren, die über die regionale Ebene hinaus wirksam sind, ist ein koordiniertes Vorgehen der Länder unabdingbar.
Im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) wurde für die bundesweite
Stoffeintragsmodellierung das Modellwerkzeug MoRE (Modeling of Regionalized Emissions) in einem Vorgängervorhaben (Fuchs et al. 2012) entwickelt. Zur Berücksichtigung von
Maßnahmen bei der Eintragsmodellierung musste dieses jedoch weiterentwickelt werden.
Ein Ziel des Vorhabens war es, durch Zusammenführung und Auswertung der Erfahrungen des ersten Bewirtschaftungszyklus ein harmonisiertes Vorgehen der Länder bei der Erstellung von MP für die zweiten BWP zu unterstützen sowie wichtige Grundlagen für die Umsetzung der MSRL zu schaffen. Dieses koordinierte Vorgehen ist eine Voraussetzung für einen möglichst effektiven Mitteleinsatz.
Hierfür sollte im Rahmen des Vorhabens das Modellwerkzeug MoRE für die bundesweite Modellierung vereinheitlicht und weiter entwickelt werden. Zudem wurde angestrebt, eine Harmonisierung hinsichtlich der Ausweisung überregionaler Bewirtschaftungsziele zu erlangen.
Zur Erreichung dieses Zieles wurden im Rahmen des Vorhabens die BWP der Länder und FGGen Deutschlands hinsichtlich der verwendeten Stoffeintragsmodelle ausgewertet. Zudem wurde ein Austausch über die besten Eingangsdaten, deren Verfügbarkeit sowie Ansätze zu ausgewählten Eintragspfaden auf thematischen Expertenworkshops organisiert. Somit konnte der neueste Stand der diversen Modellentwicklungen erfasst und deren Eignung für die deutschlandweite Verwendung eingeordnet werden. Dadurch wurde die Basis für die
Harmonisierung der Stoffeintragsberechnung - ein bundeseinheitliches Stoffeintragsmodell – geschaffen. Dieses verwendet die bestverfügbaren Eingangsdaten und abgestimmte
Modellierungsansätze. Die Ergebnisse dieser Weiterentwicklung und Empfehlungen zur weiteren Vorgehensweise in der bundeseinheitlichen Modellierung sind in Abschnitt 3 beschrieben. Die Ergebnisse der Modellierung mit angepassten Ansätzen und Eingangsdaten sind in Abschnitt 6.1 dargestellt und erläutert.
Für die Identifikation strategischer und überregional wirksamer Maßnahmen wurden die MP der Länder und FGGen analysiert. Es wurde eine entsprechende Maßnahmenliste erstellt. Von diesen Maßnahmen wurden ausgewählte Maßnahmen in dem Modellinstrument MoRE abgebildet. Diese sind in Abschnitt 4 erläutert.
Für ausgewählte Maßnahmen wurde entsprechend der Anforderungen von WRRL und MSRL eine Kostenschätzung vorgenommen (Abschnitt 5), sodass zum ersten Mal für
Gesamt-Deutschland die Auswirkung von ausgewählten Maßnahmenkombinationen modelliert und deren ökonomische Bewertung gekoppelt vorgenommen wurde. Die Ergebnisse der
Maßnahmen- und Kostenmodellierung sind den Abschnitten 6.3 bzw. 6.4 zu entnehmen.
Zur Validierung der modellierten Stoffeinträge werden daraus Gewässerfrachten abgeleitet.
Diese werden dann beobachteten Gewässerfrachten gegenübergestellt. Zur Ermittlung der beobachteten Gewässerfrachten wurde ein Validierungsmodul entwickelt, welches nun neben Stammdaten zu Abfluss- und Gütemessstellen die im Gewässer beobachteten Werte als Abflüsse (tägliche) und Konzentrationen enthält. Daraus können im Gewässer beobachtete Frachten ermittelt werden. Weiteres s. Abschnitt 8.
Dem Wunsch der Länder nachkommend wurden die Planungseinheiten (PE) als räumliche Ebene in MoRE hinterlegt. Zudem wurde ein Algorithmus entwickelt, wonach die Einträge, die in MoRE prinzipiell immer auf Ebene von Analysegebieten (AU) berechnet werden, auf Ebene von PE aggregiert werden können (Abschnitt 7).
Zur Erreichung der Vorhabensziele war es notwendig, MoRE technisch weiterzuentwickeln. Die wichtigsten technischen Weiterentwicklungen in MoRE, sind die Umsetzung einer
Datenhaltung für Varianten von Eingangsdaten und deren Berücksichtigung bei der
Modellierung sowie die Umsetzung der Modellierung mit Maßnahmen. Diese sowie weitere technische Weiterentwicklungen sind im folgenden Abschnitt 2 beschrieben.
Das Vorhaben wurde durch einen Bund/Länder Arbeitskreis (B/L AK) fachlich begleitet.
Dadurch wurde eine enge Abstimmung hinsichtlich der fachlichen und EDV-technischen Weiterentwicklung von MoRE gewährleistet.