During the ISM study in the year 2007 first water quality simulations of the Berlin river Spree (stretch Charlottenburg) under consideration of combined sewer overflows (CSO) from the drainage system had been carried out. The period of September 2005 was simulated. A good correlation of simulation results with water quality measurements could only be observed for those days where the model boundary conditions were clearly defined (spot samples at the inflowing streams). However, these spot samples are carried out only once a month. Given the simulation period of one month and the temporal resolution of 15 minutes this data availability for the inflowing streams is not sufficient. Even more, some parameters had to be assessed entirely since no measurements were available. The data situation was especially critical for the inflow of the Landwehrkanal into the river Spree. No continuous measurement data was available for the following parameters: water temperature, oxygen content, pH and conductivity. For these parameters hydrographs had been assumed according to those at gauge Mühlendammschleuse with an offset calculated by the difference between the spot sampling at Landwehrkanal and the continuous values at Mühlendammschleuse. Furthermore, during the simulations within the ISM study a second storm event with overflows could not be considered since the simulation of the drainage system (software INFOWORKS CS) carried out by Berliner Wasserbetriebe was not yet available. The objective of the water quality simulations carried out within SAM-CSO was to take into account the full boundary conditions for the Landwehrkanal (continuous data now available). By comparison with the former simulation results the relevance of the inflow Landwehrkanal on the processes in the river Spree is shown. A second simulation was carried out with meteorological data of high temporal resolution. Former simulations were conducted with daily averages for e.g. air temperature, wind speed, etc. The influence of the temporal resolution of the input data on the diurnal hydrographs of different water quality parameters was analysed (focus on water temperature and dissolved oxygen). Finally, for the last simulation the data for the additional CSO event on 16-17 September 2005 was used (simulated by Berliner Wasserbetriebe with INFOWORKS CS). The results show that considering meteorological data of high temporal resolution and continuous data for the boundary condition Landwehrkanal have a significant influence on the quality of the water quality simulation results for river Spree, especially for the parameters oxygen content, pH and conductivity. Now, for September 2005 simulation results are available that are based on the best set of data that is currently available for the studied river stretch.

Eine optimierte Abwasserbehandlung führte seit den 1990er Jahren zu stark abnehmenden, kontinuierlich aus Punktquellen in die Vorfluter eingeleiteten Nährstofffrachten (HEINZMANN, 1998, SENSTADT, 2001), wodurch sich die Wasserqualität der aufnehmenden Gewässer Berlins merklich verbesserte. Episodische Belastungen durch Mischwasserentlastungen stellen jedoch weiterhin eine bedeutende Ursache einer herabgesetzten Wasser- und Sedimentqualität und eine der wichtigsten Managementaufgaben für die Berliner Stadtspree und der Kanäle dar (vgl. LESZINSKI ET AL., 2006, RIECHEL 2009). Hinsichtlich des von der EU-WRRL geforderten guten ökologischen und chemischen Zustandes der Binnengewässer bzw. des guten ökologischen Potenzials für stark veränderte und künstliche Gewässer, stellt die Lebensraumfunktion für die aquatischen Lebensgemeinschaften der Berliner Gewässer das wesentliche gewässerinterne Schutzziel dar. Neben dem erheblichem ökologischen Gefährdungspotenzial, das insbesondere von extremen Ereignissen der Mischwasserentlastung ausgeht, reduzieren vorrangig hydromorphologische Defizite (Stauhaltung, Uferbefestigung, Sohleintiefung, etc.) die Lebensraumqualität für die aquatischen Lebensgemeinschaften. Aufgrund der Schifffahrtsnutzung der Berliner Spree und der Kanäle stellen Wellenschlag und Sunk- und Schwalleffekte während Schiffspassagen eine zusätzliche, bedeutende Belastung dar (vgl. LESZINSKI ET AL., 2006). Wie in der Studie „Immissionsorientierte Bewertung von Mischwasserentlastungen in Tieflandflüssen“ (LESZINSKI ET AL., 2007) dargelegt, liegen die in Laboruntersuchungen ermittelten Ansprüche bzw. Toleranzen hinsichtlich der Wasserqualität für die Fischarten und Arten wirbelloser Bodenorganismen der Berliner Spree und der Kanäle in einem vergleichbaren Bereich (JACOB ET AL., 1984, LAMMERSEN, 1997). Die Herleitung von Gütestandards hinsichtlich der Wasserqualität für die Fischfauna schließt somit den Schutz der Lebensgemeinschaft der wirbellosen Bodenorganismen mit ein. Ebenso besteht bei beiden Organismengruppen ein grundsätzlicher, vergleichbarer funktioneller Zusammenhang zwischen der Ausprägung der Lebensgemeinschaft und der hydromorphologischen und strukturellen Lebensraumausstattung des Gewässers (z.B. SHELDON, 1968, KARR & SCHLOSSER, 1978, MINSHALL, 1984; MINSHALL & ROBINSON, 1998, TANIGUCHI & TOKESHI, 2004). So korrelieren Artenzahl und Diversität beider Organismengruppen höchst signifikant negativ mit dem Ausbaugrad der Ufer. Als Resultat der verschiedenen Belastungen findet sich in der Berliner Stadtspree eine extreme Dominanz von wenigen sehr anspruchslosen, toleranten Arten. Folglich sind Verbesserungen des ökologischen Zustandes und des Besiedlungspotenzials für wirbellose Bodenorganismen und Fische neben der Reduzierung der negativen Auswirkungen der Mischwasserentlastung, vorrangig durch Aufwertung der Uferstrukturen zu erreichen. Strukturelle Aufwertungen der Ufer müssen zusätzlich die hydrodynamische Belastung durch den schiffsinduzierten Wellenschlag berücksichtigen, um einerseits das Besiedlungspotenzial zu erhöhen, andererseits die Ufer vor Erosion zu schützen. Die vorliegende Studie gibt Hinweise auf die Möglichkeiten und Grenzen einer Revitalisierung der Berliner Stadtspree und der Kanäle am Beispiel der Fischfauna, indem sie die wesentlichen Belastungen und deren Auswirkungen skizziert. Potenzielle Maßnahmen zur Aufwertung der Uferstruktur sollten aufgrund der oben angesprochenen sehr ähnlichen Wirkmechanismen zwischenUmweltausprägungen und Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften beiden, wirbellosen Bodenorganismen und Fischen, zu Gute kommen. Zur Beurteilung möglicher struktureller Maßnahmen wird zunächst davon ausgegangen, dass die negativen Auswirkungen der Mischwasserentlastung derart minimiert werden können, dass sie keine akute Beeinträchtigung der Wasserqualität und der aquatischen Lebensgemeinschaften mehr verursacht. Des Weiteren soll beurteilt werden, ob durch solche Maßnahmen ein Lebensraum für Fischarten geschaffen werden kann, die höhere Ansprüche an die Sauerstoffbedingungen im Gewässer haben als die aktuelle Lebensgemeinschaft.

The overall objective of MIA-CSO is to develop a model-based planning instrument for impact based CSO control. The objective of this study was to examine the potential and the drawbacks of different model coupling techniques that may be taken into account within the MIA-CSO project.

Aim of this study is to evaluate the impacts of combined sewer overflows (CSO) on the Berlin Spree focussing on the intermittent effects of oxygen depletion on the aquatic biocenosis. The investigation bases on a long series of measurements carried out by Berliner Wasserbetriebe and the Berlin Senate for Health, Environment and Consumer Protection.

The application of hydrodynamic sewer modelling allows for detailed description of complex hydraulic situations. However, for large systems long-term calculations with hydrodynamic models still require high computation times. This paper shows a possibility to overcome this problem by using a hybrid sewer model, which is a conjunction of conceptual and mechanistic modelling approaches to combine the calculating speed of conceptual models and the accuracy of mechanistic models in one model. The implementation of a hybrid sewer model was performed and tested in two case studies, in Berlin (Germany) for 6 representative catchments and in Herent (Flanders, Belgium) for one sewer system, using the hydrodynamic modelling software InfoWorks CS. Besides the motivation of the case studies on the sewer systems in Berlin and Herent this paper presents the methodologies developed for a hybrid simplification of the sewer network model, considering the calibration of the simplified network as well as the evaluation of the simplification performance. The use of a hybrid model for both case studies is then evaluated and the transferability of the methodologies is discussed.

The importance of integrated modelling of urban wastewater systems is ever increasing, also due to the European Water Framework Directive. In order to facilitate its practical application, the Central European Simulation Research Group (HSG) has prepared a guideline document, suggesting a seven-step procedure to integrated modelling. Findings of recent research and application projects in Central Europe have been integrated in the guideline. The present paper outlines this guideline document. The full guideline will be made available on the Internet.