Morphologie

Zur quantitativen Bewertung der beiden hydromorphologischen Qualitätskomponenten – Morphologie und Tidenregime – ist für die Übergangs- und Küstengewässer das gemeinsame Verfahren „HyMo-TCW Bewertungsmatrix“ (Arbeitstitel) entwickelt worden.

Erfassung

Im Rahmen dieses Verfahrens werden die in Tabelle 1 aufgeführten Einzelparameter für einen Wasserkörper erfasst. Die Erhebung erfolgt GIS basiert über die Auswertung von Monitoringdaten, wie z. B. hydrographische Vermessungen, Pegel- und Strömungsdaten, Sediment- und Habitatkartierungen. Datenqeullen hierfür sind z. B. das nationale Monitoring, Daten des „European Marine Observation and Data Network“ (EMODnet), des Europäischen Erdbeobachtungsprogramm Copernicus, des „International Council for the Exploration of the Sea“ (ICES), usw..

Tab. 1: Erhobene Einzelparameter für die beiden hydromorphologischen Qualitätskomponenten.

hydromorphologische Qualitätskomponente

erhobene Einzelparameter

Morphologie

hydromorphologische Strukturelemente

Tiefenvariation

Substrat

Gezeitenzone

Tidenregime

Tidenhub

Süßwasserzustrom

Seegangsbelastung

Morphologische Qualitätskomponenten

Die Flächenanteile der hydromorphologischen Strukturelemente werden für die im Wasserkörper vorkommenden flächen- und linienhafte Elemente aufgenommen. Die Typen unterscheiden sich hinsichtlich der vorkommenden Elemente. Für den Typ N4: Polyhalines Wattenmeer beispielsweise werden bei den flächenhaften Elementen Gezeitenrinnen, Wattflächen/Platen, Vorländer und Außensände, bei den linienhaften Elementen Insel-/Halligküste, Festlandküste und Dämme erfasst.

Die Tiefenvariation wird in mehreren Klassen erhoben; die Abstufungen variieren je nach Typ. Erhoben wird der prozentuale Flächenanteil, mit dem jede dieser Tiefenklassen im Wasserkörper auftritt. Für den Typ N4: Polyhalines Wattenmeer sind dies z. B. die Tiefenklassen 0 - 2,5 m, 2,5 - 5 m, 5 - 10 m, 10 - 15 m, > 15 m.

Für den Parameter Substrat wird der Flächenanteil der vier mineralischen Substratklassen Schlick, Sand/Kies, Mischsedimente sowie Hartsubstrat (Steine, Blöcke, Fels) im Wasserkörper erfasst. Bezüglich der Struktur der Sedimente ist zudem der Wassergehalt der schlickigen, sandigen und kiesigen Substrate in den Klassen hoch, mittel und gering, sowie die Sohl- und Besiedlungsrauheit in den Klassen glatt, mäßig rau und sehr rau anzugeben. In einigen Fällen, z. B. für den Typ 5: Euhalines felsgeprägtes Küstengewässer Helgolands, kann es notwendig sein zwischen Substraten unterschiedlicher Entstehung zu differenzieren. Für diesen Fall kann zwischen primären und sekundären Substratfazies unterschieden werden. Die Substratfaziesräume ergeben sich in der Regel aus den hydromorphologischen Strukturelementen. Für den Typ N4 werden z. B. Eulitoralfazies und Sublitoralfazies betrachtet.

Unter Gezeitenzone wird der Anteil dieser Fläche an der Wasserkörperfläche ermittelt, unterteilt in Sublitoral, Eulitoral und Supralitoral.

Als Belastungsfaktoren werden zusätzlich noch erfasst:

  • Dämme
  • Deiche
  • Aquakultur und Fischerei
  • Windparks
  • Sedimententnahme
  • Sedimentanschüttung / Baggergut
  • Fehlender Uferbewuchs

Tideregime Qualitätskomponenten

Unter Tidenhub wird der mittlere Tidenhub in Metern angegeben.

Die Menge des Süßwasserzustroms wird in m³/a erfasst. Optional kann die maximale Geschwindigkeit in m/sec angegeben werden.

Die Erfassung der Seegangsbelastung unter Berücksichtigung der vorwiegenden Windrichtung und Küstenlinie zur Beurteilung der Wellenbelastung erfolgt in den sechs Klassen: äußerst exponiert, sehr exponiert, exponiert, mäßig exponiert, geschützt, sehr geschützt und extrem geschützt. Des Weiteren kann optional die Expositionsrichtung angegeben werden.

Bewertung

Die Bewertung erfolgt gewässertypspezifisch in den drei Klassen: sehr gut, gut sowie mäßig und schlechter.

Für jeden Einzelparameter und dessen Ausprägungen sind für den sehr guten Zustand typspezifische Referenzwerte festgelegt worden (Abb. 1). Für den guten Zustand sowie mäßig und schlechter wurden die entsprechenden Abstufungen (reference value = RV) vorgenommen.

Abb. 1: Bewertungsmatrix exemplarisch für den Übergangsgewässertyp T1: Übergangsgewässer Elbe-Weser-Ems (HyMo-TCW Bewertungsmatrix).

Die für den Ist-Zustand ermittelten Werte (observed value = OV) aller Einzelparameter bzw. Ausprägungen werden dem typspezifischen Wertebereich einer der drei Klassen zugeordnet und mit einem Rang von 1 bis 3 belegt. Der Klasse „sehr gut“ ist der Rang „1“, der Klasse „gut“ der Rang „2“ und der Klasse „mäßig und schlechter“ der Rang „3“ zugeordnet (Tab. 2).

Tab. 2: Beispiel für die Erhebung und Bewertung des Einzelparameters Substratverteilung für einen Wasserkörper des Typs T1: Übergangsgewässer Elbe-Weser-Ems.

Substrat

Anteil im Ist-Zustand (%)

Entspricht Wertebereich der Klasse

Rang

Schlick

30

sehr gut

1

Sand/Kies

35

gut

2

Hartsubstrat (Steine, Blöcke, Fels)

35

mäßig und schlechter

3

Nach dem Ranking der Ist-Zustandswerte (observed value = OV) basierend auf den Referenzwerten (RV) bzw. Vergleichswerten der Klassen gut und schlechter erfolgt in einem zweiten Schritt die Ermittlung des Qualitätsquotienten (quality ratio = QR) für jeden Einzelparameter bzw. jede Ausprägung. Dabei werden zunächst der Minimal- und Maximalwert des im ersten Schritt ermittelten Rangs festgesetzt. Beispielsweise hat der sehr gute Zustand immer den Maximalwert 1 und den Minimalwert 0,81. Guter und mäßiger oder schlechterer Zustand haben Werte von 0,8 und 0,6 bzw. 0,6 und 0,4.

Durch Mittelwertbildung der Qualitätsquotienten der jeweiligen Ausprägungen ergeben sich dann die Qualitätsquotienten für die Einzelparameter (z. B. Tiefenvariation oder Substratverteilung).

In einem dritten Schritt werden den Einzelparametern Sensitivitäts- und Wichtungsfaktoren zugeordnet, da ihre Relevanz für die Bewertung unterschiedlich ist. Die Ermittlung der Sensitivitätsfaktoren erfolgt anhand einer Matrix, in der die Einzelparameter mit den Belastungsfaktoren in Beziehung gesetzt wurden (Tab. 4).

Tab. 4: Sensitivitätsfaktor.

Hydromorphologische Parameter

Belastungsfaktoren

Dämme

Deiche

Aquakultur / Fischerei

Wind-parks

Sediment-entnahme

Sediment-anschüttung /Baggergut

Fehlender Ufer-bewuchs

P1

P2

P3

P4

P5

P7

P8

Tiefenvariation

E1

3

2

1

1

3

2

2

Substratverteilung

E2

3

2

3

2

3

2

3

Gezeitenzone

E3

2

2

1

1

1

1

1

Tidenhub

E4

2

2

1

1

1

1

1

Exposition

E5

3

2

2

2

1

1

1

Strömungs-geschwindigkeit

E6

2

2

2

1

1

1

1

Für die Wichtungsfaktoren wurden in einer Matrix die Einzelparameter mit den biologischen Qualitätskomponenten in Beziehung gesetzt (Tab. 5).

Tab. 5: Wichtungsfaktoren.

Hydromorphologische
Parameter

Biologische Qualitätskomponenten

Phytoplankton

Großalgen und Angiospermen

Benthische wirbellose Fauna

B1

B2

B3

Tiefenvariation

E1

2

3

2

Substratverteilung

E2

1

3

3

Gezeitenzone

E3

2

2

2

Tidenhub

E4

2

2

2

Exposition

E5

3

2

2

Strömungsgeschwindigkeit

E6

1

2

2

Durch Mittelwertbildung beider Faktoren errechnet sich der SI-Faktor für jeden Einzelparameter. 

Gesamtbewertung

Die Ermittlung des Zustands von Morphologie und Tideregime in einem Wasserkörper wird errechnet, indem der Qualitätsquotient mit dem SI-Faktor multipliziert und dann durch die Gesamtzahl des SI-Faktors dividiert wird.

Formel zur Bewertung des ökologischen Zustands der Qualitätskomponente Morphologie (morphological condition) in einem Wasserkörper:

 

QS = Quality Status (ökologischer Zustand)
E1 - E6 = Quality element 1 until Quality element 6 (Einzelparameter 1 bis 6)
QR = Quality Ratio (Qualitätsquotient)
SI = Sensitivity and Importance factor (Sensitivitäts- und Wichtungsfaktor)

 

Formel zur Bewertung des ökologischen Zustands der Qualitätskomponente Tidenregime (tidal regime) in einem Wasserkörper:

 

QS = Quality Status (ökologischer Zustand)
E1 - E6 = Quality element 1 until Quality element 6 (Einzelparameter 1 bis 6)
QR = Quality Ratio (Qualitätsquotient)
SI = Sensitivity and Importance factor (Sensitivitäts- und Wichtungsfaktor)