Querbauwerke-Informationssystem QUIS für Rheinland-Pfalz

Am 21. März 2005 hat das Bundesumweltministerium die Ergebnisse der im Rahmen der EU-Wasserrahmenrichtlinie durchgeführten Bestandsaufnahme deutscher Gewässer veröffentlicht. Danach werden bei den Oberflächengewässern nur rund 14 % der bewerteten Wasserkörper die in der Wasserrahmenrichtlinie genannten Umweltziele wahrscheinlich erreichen. Morphologische Beeinträchtigungen der Gewässer und Querbauwerke, die die Wanderung von Organismen behinderten, seien die häufigste Ursache für eine Verfehlung der Umweltziele.

Das Land Rheinland-Pfalz unternimmt nicht erst seit Erlass der EU-WRRL erhebliche Anstrengungen zur naturnahen Wiederherstellung der Gewässer und damit einhergehend zur Verbesserung des natürlichen Wasserrückhaltes in den Gewässerauen. Landesweit wurden Daten zusammengetragen und in einem Gewässerinformationssystem bereitgestellt. Querbauwerke spielen dabei sowohl aus ökologischer als auch aus energiewirtschaftlicher Sicht eine bedeutende Rolle.

Erste Schritte: Datenerhebung aller Querbauwerke und Entwicklung eines Desktop-Systems

Das Landesamt für Wasserwirtschaft Rheinland-Pfalz initiierte 2003 das Projekt „Bewertung der rheinland-pfälzischen Wanderfischgewässer hinsichtlich Durchgängigkeit und Eignung zur Wasserkraftnutzung“ zur Datenerhebung aller Querbauwerke an rheinland-pfälzischen Gewässern mit mindestens 100 km2 Einzugsgebiet. Zur Handhabung der Daten erstellte Hydrotec eine Desktop- Anwendung auf Grundlage einer SAP DB Datenbank, Microsoft Access, unter Verwendung von ArcView 3.

Folgeprojekt: Web-basiertes Querbauwerke-Informationssystem (QUIS)

Detaildatenansicht des QUIS Rheinland-Pfalz

Kartenansicht des QUIS Rheinland-Pfalz

In einem kürzlich abgeschlossenen Folgeprojekt entwickelte Hydrotec im Auftrag des Landesamtes für Umwelt, Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht (LUWG) des Landes Rheinland-Pfalz das Web-basierte Querbauwerke-Informationssystem (QUIS RLP), mit dem die Wasserwirtschaftsbehörden diese Daten via Intranet pflegen und analysieren können.
Hydrotec konnte in dieses Projekt in fachlicher und technischer Hinsicht Erfahrungen aus der Entwicklung des Internetsystems QUIS-NRW für Nordrhein-Westfalen und einer Desktop- Anwendung für Thüringen sowie des ebenfalls Web-basierten Wasserwirtschaftlichen Informationssystems WWI einbringen.

Technische Komponenten

Die technische Umsetzung des Systems erfolgte unter der Prämisse, dem Land Rheinland-Pfalz eine wirtschaftliche Lösung zur Verfügung zu stellen, die an bereits vorhandene Strukturen der Datenhaltung anschließt:

• Als Datenbank kommt Oracle 10g zum Einsatz, für die Geometrien wird Oracle-Spatial genutzt. Server- und Client-seitig wird das GIS Autodesk MapGuide verwendet.
• Die Nutzerverwaltung fußt auf dem sog. Datascout-Portal-Framework (DSPF), das den Anwendern in der Wasserwirtschaftsverwaltung RLP Single Sign-On zu vielen Applikationen erlaubt.

Klar strukturierte Daten

Die Informationen zu den Querbauwerken in RLP sind im QUIS in die folgenden Themenbereiche strukturiert:

• Gewässer: Name, Gewässerkennzahl, Folgegewässer, Tabelle der Zuflüsse
• Querbauwerke: Stammdaten, Geometrie/ Bauart, Abfluss und Funktion, Nutzungen, Aufstau, Fließgeschwindigkeit im Stauraum, Durchgängigkeit und Anlagen
• Wasserkraftanlagen: Bauart, Leistung, Nutzung, Betriebskanal, Rechen, Bypass, Turbinen
• Fischaufstiegsanlagen: Geometrie, Bauart, Funktion, Bauelemente
• Wasserkraftpotenzial: Fallhöhe, Durchfluss, Leistung
• Maßnahmen: Vorschläge zur Verbesserung/ Wiederherstellung der Durchgängigkeit
• Staustrecken: Länge des Rückstaus an Querbauwerken
• Ausleitungsstrecken: Fließstrecke zwischen Ausleitung an einem Querbauwerk und Einleitung des Teilstroms
• Ressourcen: Literaturquellen, Wertelisten

Die Länge von Staustrecken wird systemintern aus den Attributen „Abstand Mündung“ und „Länge Staubereich“ eines Querbauwerks unter Berücksichtigung der Gewässergeometrie berechnet. Analog erfolgt die Ermittlung der Ausleitungsstrecke.

Anforderungen an Metadaten des Landes und evtl. anderer Nutzer werden mit jederzeit aktuell gehaltenen Datenbanktabellen zu den originären Querbauwerksthemen erfüllt.

Auswertungen und Analysen wurden für die Anforderungen des LUWG entwickelt unter Verwendung von Komponenten, die bereits in NRW, Sachsen und Thüringen im Einsatz sind.

Intuitive Nutzerführung gewährleistet effizientes Arbeiten

Entscheidend für die Akzeptanz eines Informationssystems bei den Anwendern ist die komfortable Handhabbarkeit und die Effizienz, mit der Daten gefunden und bearbeitet werden können. Bei der Gestaltung der Nutzeroberfläche haben wir deshalb primär auf eine intuitive Nutzerführung sowie ein einfaches Wechseln der Datenansichten geachtet.

Neben einer komfortablen Suchfunktion ist der Explorer die zentrale Schaltstelle, von der aus die Daten des QUIS zu erreichen sind. Der Explorer ist so aufgebaut, dass alle Themen intuitiv vom Anwender gefunden werden.

Alle Informationen sind in Karten, Tabellen und in Detaildatenblättern aufgeführt. Der Wechsel der Darstellungsform erfolgt einfach per Mausklick.

Zu allen Querbauwerken können Dokumente wie Fotos oder Zeichnungen abgelegt werden, die im Kopf der Detaildatenansicht angezeigt werden.

Für die tabellarische Darstellung der Daten sind diverse Abfrage-Werkzeuge wie Sortieren, Filtern und Selektieren von Spalten vorgesehen. Jeder Nutzer kann einmal verwendete Abfrage-Kriterien abspeichern, sodass er sie selbst später wieder aufrufen oder für Andere zur Nutzung freigeben kann. Häufig benötigte Auflistungen lassen sich dadurch effizient erzeugen. Der Export nach Excel oder in eine Textdatei ist bei der Tabellenansicht selbstverständlich vorgesehen.

Die Dokumentation des Systems ist als kontextsensitive Hilfe über die QUIS-Oberfläche zu erreichen, sodass Detailfragen der Anwender direkt geklärt werden können.

Ausblick

Das QUIS wurde während der Projektlaufzeit stufenweise beim Auftraggeber implementiert, um die einzelnen Entwicklungsschritte eng mit ihm abstimmen zu können. Im März 2006 erfolgte die Inbetriebnahme der Version QUIS 1.0 als Intranetsystem beim LUWG in Mainz.

Weitere Behörden sollen bald via Internet lesenden Zugriff auf die Daten erhalten. Langfristig ist auch an eine Erweiterung des Zugriffs z. B. für Gemeindeverwaltungen und in eingeschränkter Weise für die Öffentlichkeit gedacht.

Dipl.-Math. Benedikt Rothe, Dipl.-Math. Bettina Stark, Dipl.-Ing. Ulrich Wolf-Schumann