Viele Oberflächengewässer im urbanen Raum werden durch Stoffeinträge aus der Trenn- und Mischkanalisation kontaminiert. Besonders betroffen sind Stillgewässer oder sehr langsam durchflossene Gewässer. Das für das Projekt relevante Beispiel für ein stark anthropogen beeinflusstes Gewässersystem ist die Grunewaldseenkette in Berlin-Mitte. Die Hauptrinne (Schlachtensee → Krumme Lanke → Grunewaldsee → Hundekehlesee → Dianasee → Königssee → Halensee) wird entgegen ihrer natürlichen Fließrichtung von Südwest nach Nordost durchströmt. Die Nebenrinne (Herthasee → Hubertussee → Fennsee) verläuft entgegen der natürlichen Fließrichtung von West nach Ost und besitzt einen unterirdischen Anschluss an die Spree. Für die Unterhaltung eines Großteils der Seen ist das Umwelt- und Naturschutzamt des Bezirks Charlottenburg-Wilmersdorf zuständig, das in diesem Projekt als Kooperationspartner agiert. Ein Großteil der Seen dient als Vorfluter für den Eintrag von Niederschlagswasser aus umliegenden Siedlungsgebieten und Verkehrsflächen. Als Folge ist die Wasserqualität der Seen, darunter auch der Sauerstoffhaushalt, stark beeinträchtigt, was in der Vergangenheit bereits zu Massenfischsterben geführt hat. So wurde im Sommer 2021 nach einem Starkregen ein Fischsterben im Hubertussee gemeldet. Insgesamt wurden aus dem Hubertussee ca. 400 kg tote Fische eingesammelt. Einige Seen werden zum Baden und für weitere Freizeitaktivitäten genutzt. Die stofflichen Belastungen beeinträchtigen die Wasserqualität der Seen in hohem Maße und damit auch deren Nutzung und ökologischen Wert. In verfügbaren Daten der teilweise hypertrophen Seen fallen insbesondere hohe Phosphorkonzentrationen und Algenblüten auf. Die Grunewaldseenkette ist ein komplexes System in dem die natürlichen Stoffumsatz-prozesse deutlich anthropogen beeinflusst werden. Einige Maßnahmen, die das Ziel der Verbesserung der Wasserqualität anstrebten, wurden bereits umgesetzt, dazu zählen die Errichtung der Oberflächenflächenaufbereitungsanlage (OWA) Beelitzhof im Jahr 1981, sowie der zugehörigen Pumpstationen, um das Wasser gegen den natürlichen Gradienten zu pumpen, als auch Filteranlagen und Retentionsbecken für Trenn- und Niederschlagswässer an Uferzonen vereinzelter Seen. Seit Errichtung der OWA wird das Wasser aus dem Großen Wannsee, welches in den Schlachtensee übergeleitet wird, bereinigt, sodass die Gesamtphosphorkonzentrationen zwischen 0.01 und 0.04 mg/l liegen, was zur Folge hat, dass die Gewässerqualität der Seen Schlachtensee, Krumme Lanke und Grunewaldsee verbessert wurden. Die Gewässerqualität in den nachfolgenden Seen verbleibt jedoch in einem schlechten ökologischen Zustand, was besonders durch Geruchsbelästigungen aufgrund der Eutrophierung und Fäulnis im Fennsee die dortige Bevölkerung beeinträchtigt. Im Jahr 2007 wurde eine Regenwasserfilteranlage im Halensee, welche im Boden eingelassen ist, in Betrieb genommen, um die Stoffeinträge aus dem urbanen Stadtsystem zu vermindern. Die Phosphateinträge konnten so um 80% reduziert werden. Weiterhin bestehen die Probleme der Stoffeinträge an den übrigen Seen durch die großen urbanen Einzugsgebiete, die Trennwasser mit besonders hohen Stofffrachten zu (Stark-)Regenereignissen in die Seen befördern. Weitere Maßnahmen zum Schutz der Gewässer und zum Vorantreiben eines guten ökologischen und chemischen Zustand sind daher notwendig.
Das Ziel des Projektes ist es, Maßnahmen zur Reduktion von Stoffeinträgen, insbesondere Phosphateinträge durch Trennwasser, hinsichtlich ihrer Wirksamkeit zu untersuchen und anhand von Modellsimulationen zu evaluieren. Als Maßnahmen stehen zum Beispiel die Reduktion der Stoffeinträge aus der Trennkanalisation, ein optimierter Betrieb vorhandener Pumpstationen sowie seeinterne Maßnahmen an. Diese Maßnahmen werden vor der möglichen Realisierung in der Seenkette, anhand eines hydrodynamischen Wasserqualitätsmodells getestet und ausgewertet, um bestenfalls effiziente Methoden in die Realität umzusetzen und so die Wasserqualität zu verbessern und den ökologischen und sozioökologischen Wert der Seenkette zu erhalten. Nach Recherchen der Antragssteller ist in Deutschland ein solches digitales Wassermanagementsystem für eine urbane Seenkette bisher noch nicht entwickelt und zur Lösungsfindung für eine verbesserte Wasserqualität eingesetzt worden.
Für die Bewirtschaftung der Grunewaldseenkette und die Ableitung von wirksamen Maßnahmen wird im uWMS Projekt ein integriertes Simulationsmodellsystem (urbanes Wassermanagementsystem für Seen) aufgebaut. Auf Basis des Hydrodynamik- und Wasserqualitätsmodells CE-QUAL-W2 (Wells, 2023) wird die Seenkette hinsichtlich ihrer Wasserqualität mit besonderem Fokus auf Phosphateinträge durch Trennwasser simuliert und analysiert. Mit dem uWMS werden Maßnahmenwirkungen untersucht und in einem Stakeholderdialog Lösungsstrategien erarbeitet, die die ökologische Funktion der Seen langfristig verbessern und stabilisieren. Die Modellentwicklung wird durch ein Monitoringprogramm begleitet, um vertiefte Einblicke in die Ursachen und Wirkungsketten der verschiedenen Belastungen zu erlangen. Das uWMS Modellsystem wird auch für andere urbane Seen oder Seensysteme anwendbar sein und stellt somit ein neuartiges Werkzeug für das urbane Wassermanagement bereit.
Februar 2024 – Januar 2027