Nährstoffeintragsmodell MONERIS

MONERIS (Modelling Nutrient Emissions in River Systems) ist ein Modell, das national und international zur Bestimmung diffuser und punktueller Nährstoffeinträge in Oberflächengewässer eingesetzt wird. In den Berechnungen der mittleren jährlichen Phosphor- und Stickstoffeinträge für den jeweiligen Eintragspfad werden auch die Prozesse berücksichtigt, die Phosphor in der Landschaft über eine gewisse Zeit zurückhalten. Anhand von Frachtermittlungen aus Messwerten von Fließgewässern und Seen findet eine regelmäßige Anpassung des Modells statt.

Im linken Bereich befinden sich untereinander vier Kästen mit Symbolbildern zu den zwei diffusen Eintragsquellen Landwirtschaft und atmosphärische Deposition sowie den beiden Punktquellen urbane Flächen und dezentrale Abwasserentsorgung. Diese Quellen werden im mittleren Bereich zum Teil weiter aufgegliedert: Bei Landwirtschaft in Bodenerosion, Oberflächenabfluss, Dränagen und Grundwasser, bei urbanen Flächen in Misch- und Trennsysteme, kommunale Kläranlagen und industrielle Direkteinleiter. Die atmosphärische Deposition erfolgt auf den Boden, die urbanen Flächen und direkt in Gewässer. Übersicht der Nährstoffeintragspfade von MONERIS in Oberflächengewässer

Erosion

Ausgehend vom Bodenabtrag (LfL, Erosionsatlas Bayern, Stand 2018) sowie dem ebenfalls von der Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) zur Verfügung gestellten Phosphatgehalt im Oberboden (Pcal) wird unter Berücksichtigung weiterer Faktoren der Phosphoreintrag in die Gewässer ermittelt. Erfasst werden hierbei die partikulär gebundenen Nährstoffe.

Abschwemmung, Oberflächenabfluss

Als Abschwemmung versteht man den Eintrag von Nährstoffen ins Gewässer in gelöster Form mit dem Oberflächenabfluss (im Gegensatz zur Erosion). Niederschlagshöhe, atmosphärische Deposition und Nährstoffgehalte im Oberboden sind dabei die wesentlichen Faktoren. Bei diesem Eintragspfad werden auch die Einträge durch Schneeschmelze berücksichtigt.

Dränagen

Daten über gedränte Flächen liegen zentral für Bayern nicht vor. Die Anteile gedränter Flächen werden daher aus der Studie "Ermittlung potenziell gedränter Flächen in Bayern" des LfU von 2014 entnommen. Die Nährstofffrachten aus Dränabflüssen errechnen sich für Phosphor aus Dränspende und Literaturwerten von Phosphorkonzentrationen bei verschiedenen Bodentypen.

Grundwasser

Der Grundwasserabfluss wird aus dem bayernweit vorliegenden Bodenwasserhaushaltsmodell GWN-BW abgeleitet. Die Phosphorkonzentrationen im Grundwasser stammen von Literaturangaben bei verschiedenen Bodentypen und Landnutzungen.

Atmosphärische Deposition

Dieser Eintragspfad beschreibt die Nährstoffeinträge, die direkt aus der Luft über die Wasseroberfläche in ein Gewässer gelangen. Datengrundlage sind die Niederschlagshöhe, die atmosphärische Deposition und die Wasserfläche aus ALKIS (Amtliches Liegenschaftskatasterinformationssystem).

Kläranlagen

Für die Frachtermittlung werden alle Kläranlagen aus dem Datenverbund Abwasser Bayern (DABay) herangezogen. Bei den kommunalen Kläranlagen werden die mittleren Frachten aus den Daten von 2014 bis 2018 verwendet, bei den industriellen Direkteinleitern die Überwachungswerte für die Jahre 2016 bis 2018.

Trennsystem

Anhand der in den Gemeindedaten des Bayerischen Landesamtes für Statistik in Bayern (LfStat, Stand 2016) erfassten Kanallängen von Misch-, Schmutz- und Regenkanälen wird das Verhältnis von Mischsystemfläche zu Trennsystemfläche in einer Gemeinde ermittelt. Mit der atmosphärischen Deposition, dem Niederschlag und der Siedlungsfläche aus ALKIS errechnet sich daraus die Eintragsfracht durch das Regenwasser aus den Trennsystemen.

Mischsystem

Für die in DABay aufgelisteten Mischwasserbehandlungsanlagen wird die theoretische Entlastungsmenge errechnet aus Niederschlagshöhe, Beckenvolumen und angeschlossenen Flächen. Als Entlastungskonzentrationen werden Literaturwerte verwendet und daraus die jährlichen Entlastungsfrachten ermittelt.

Kleinkläranlagen (KKA)

Datengrundlage sind die Gemeindedaten des LfStat zur öffentlichen und privaten Abwasserentsorgung und eine Auswertung der "KKA-Datenbank" zu den nicht an Kläranlagen angeschlossenen Einwohnern in Bayern mit Stand 2016. Für die Frachtermittlung werden als einwohnerspezifische Phosphorabgabe 1,8 g Phosphor pro Einwohner und Tag [P/(E*d)] angesetzt. Die mittlere Reinigungsleistung je Kleinkläranlage wird aus Erfahrungswerten abgeleitet ebenso wie der Einleitungsanteil in oberirdische Gewässer.

Weitere Informationen zum Modellsystem hat das Umweltbundesamt (UBA) im UBA-Text 45/2010 veröffentlicht: