Modellbeschreibung

MONERIS ist ein Nährstoffeintragsmodell zur Durchführung von regionalen, nationalen und internationalen Studien zur Wasserqualität in Einzugsgebieten. Es wurde am IGB für drei Ziele entwickelt:

  • Identifizierung der Quellen und Eintragspfade von Nährstoffen auf Analysegebietsebene (kleinste im Modell verwendete Berechnungseinheit),

  • Analyse des Transports und der Retention von Nährstoffen in Flusssystemen und

  • Bereitstellung eines Untersuchungsrahmens für Managementalternativen (Szenarien).

Die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL, Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Gemeinschaft vom 22.12.2000) erfordert einzugsgebietsbezogene Ansätze zur Erfassung der gegenwärtigen Belastungssituation und Ableitung von Handlungsoptionen zur Erreichung eines „guten chemischen Gewässerzustands". Aufgrund seiner Flexibilität ist MONERIS hervorragend geeignet, diesen Anforderungen gerecht zu werden und Analysen auf unterschiedlichen Skalen zu unterstützen.

Das Modell berechnet Nährstoffeinträge von Punkt- und diffusen Quellen in Oberflächengewässer. Dafür integriert es punktförmige (z.B. Kläranlagendaten), flächenhafte (z.B. Bodendaten) und administrative (z.B. statistische Daten) Informationen. Demzufolge ist die Anwendung von Geographischen Informationssystemen (GIS) in der Regel unerlässlich.

Szenarien bieten die Möglichkeit, die Wirksamkeit von Maßnahmen zum Erreichen geeigneter Wasserqualitätsstandards (Reduktionsziele, z.B. Zielkonzentrationen) zu berechnen. Der Ansatz von MONERIS bietet hierbei eine analysegebietsbezogene Zuordnung der Maßnahmen. Im Modell sind dazu geeignete Maßnahmen vordefiniert, die der Anwender einzeln und kombiniert, analysegebietsbezogen oder auch gebietsübergreifend einsetzen kann. Der daraus resultierende Effekt auf die Frachten kann so kalkuliert werden.
Durch die Integration einer Vielzahl möglicher Komponenten in einem System sind komplexe Analysen in kurzer Zeit möglich. Fragen können effizienter beantwortet und Daten- bzw. Managementanforderungen schneller identifiziert werden.

Entwickelt wurde das Modell am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei in der Abteilung für Limnologie von Flussseen (IGB-Berlin). Nähere Informationen zum Nährstoffeintragsmodell MONERIS finden sie im dazugehörigen Handbuch (Version 2.14.1vba) und in Venohr et al 2011.

In den vergangenen Jahren wurde MONERIS für viele europäische Flusssysteme (z.B. Axios, Elbe, Donau, Daugava, Po, Rhein, Vistula und Oder; siehe BEHRENDT et al., 1999; 2003a; 2003b; SCHREIBER et al., 2005; BEHRENDT & DANNOWSKI, 2005), für die gesamte Bundesrepublik (BEHRENDT et al., 2000; Fuchs et al., 2010) sowie auf Flusseinzugsgebiete in Kanada (VENOHR et al., 2010), Brasilien (VON SPERLING & BEHRENDT, 2007), Mongolei (HOFMANNet al. 2011) und China (XU PENGZU, 2004) angewendet.

Publikationen

Behrendt, H., Huber, P., Kornmilch, M., Ley, M., Opitz, D., Schmoll, O., Scholz, G. und Uebe, R. (1999): Nährstoffbilanzierung der Flussgebiete Deutschlands. UBA-Texte, 75/99, 288 S.

Behrendt, H., Bach, M., Kunkel, R., Opitz, D., Pagenkopf, W.-G., Scholz, G. und Wendland, F. (2003B): Quantifizierung der Nährstoffeinträge der Flussgebiete Deutschlands auf der Grundlage eines harmonisierten Vorgehens. UBA-Texte 82/03, 201 S.

Behrendt, H. und Dannowski, R. (2005): Nutrients and heavy metals in the Odra River system. Weißensee Verlag, Berlin, 353pp.

Fuchs, S., Scherer, U., Wander, R., Behrendt, H., Venohr, M., Opitz, D., Hillenbrand, T., Marscheider-Weidemann, F., Götz, T. (2010): Berechnung von Stoffeinträgen in die Fließgewässer Deutschlands mit dem Modell MONERIS – Nährstoffe, Schwermetalle und Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau, 221 S.

Schreiber, H., Behrendt, H., Constantinescu, L.T., Cvitanic, I. Drumea, D., Jabucar, D., Juran, S., Pataki, B., Snishko, S. und Zessner, M. (2005a): Nutrient Emissions from Diffuse and Point Sources into the River Danube and its main Tributaries in the Period 1998-2000. – results and problems. Water Science and Technology 51(3-4), pp. 283-290.

Venohr, M. (2006): Modellierung der Einflüsse von Temperatur, Abfluss und Hydromorphologie auf die Stickstoffretention in Flusssystemen. Berliner Beiträge zur Ökologie 14, Weißensee Verlag, Berlin, 193 S.

von Sperling, D.L. und Behrendt, H. (2007): Application of the Nutrient Emission Model MONERIS to the Upper Velhas River Basin, Brazil. In: Gunkel, G. & Sobral, M. (eds), Reservoirs and River Basins Management: Exchange of Experience from Brazil, Portugal and Germany, Universitätsverlag, TU Berlin, S. 265-279.

Xu P. (2004): Nutrient Emissions into the Taihu Lake from the Southern Catchments. Report, DAAD, 28 pp.

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