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Bodenbewertung - Sickerwasserrate (SWR), landesweit bewertet

Die Sickerwasserrate ist ein Kennwert zur Bewertung des Bodens als Bestandteil des Wasserhaushaltes und beschreibt diejenige Wassermenge, die der Boden aufgrund seines beschränkten Wasserhaltevermögens nicht mehr halten kann und welche daher den Wurzelraum verlässt bzw. versickert (Grundwasserneubildung). Laterale Abflüsse (Drainage, Grabenentwässerung) werden an dieser Stelle nicht betrachtet. Sandige Böden können weniger Wasser halten als lehmige oder tonige Böden, so dass (unter sonst gleichen Bedingungen) die Sickerwasserrate unter sandigen Böden größer ist als unter lehmigen/tonigen Böden. In niederschlagsreichen Gebieten versickert mehr Wasser als in niederschlagsärmeren Gebieten. Mit der Sickerwasserrate wird eine natürliche Bodenfunktionen nach § 2 Abs. 2 BBodSchG bewertet und zwar nach Punkt 1.b) als Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen. Das hierfür gewählte Kriterium sind die allgemeinen Wasserhaushaltsverhältnisse mit dem Kennwert Sickerwasserrate. Die Karten liegen für die folgenden Maßstabsebenen vor: - 1 : 1.000 - 10.000 für hochaufgelöste oder parzellenscharfe Planung, - 1 : 10.001 - 35.000 für Planungen auf Gemeindeebene, - 1 : 35.001 - 100.000 für Planungen in größeren Regionen, - 1 : 100.001 - 350.000 für landesweit differenzierte Planung, - 1 : 350.001 - 1000.000 für landesweite bis bundesweite Planung. In dieser Darstellung wird die Sickerwasserrate landesweit einheitlich klassifiziert. Unter dem Titel "Bodenbewertung - Feldkapazität im Sickerwasserrate (SWR), regionalspezifisch bewertet" gibt es noch eine naturraumbezogene Klassifikation der Sickerwasserrate, die die Sickerwasserrate regional differenzierter darstellt.

Hydrogeologische Karte von Niedersachsen 1 : 50 000 – Mittlere monatliche Grundwasserneubildung 1961 - 1990 im Juni, Methode mGROWA22

Die Karte zeigt die mittlere monatliche Grundwasserneubildung für den Monat Juni im 30-jährigen Zeitraum 1961-1990. Grundwasser ist ein Rohstoff, der sich regenerieren und erneuern kann. Hauptlieferant für den Grundwasservorrat ist in Niedersachsen versickerndes Niederschlagswasser. Es sorgt dafür, dass die Grundwasservorkommen der Speichergesteine im Untergrund aufgefüllt werden. Besonders hoch ist die Grundwasserneubildung im Winter, da zu dieser Zeit ein großer Teil der Niederschläge im Boden versickert. In den wärmeren Jahreszeiten verdunstet dagegen ein großer Teil des Niederschlags bereits an der Oberfläche oder wird von Pflanzen aufgenommen. Die Grundwasserneubildung ist räumlich stark unterschiedlich verteilt. Sie hängt ab von der Niederschlags- und Verdunstungsverteilung, den Eigenschaften des Bodens, der Landnutzung (Bewuchs, Versiegelungsgrad), dem Relief der Landoberfläche, der künstlichen Entwässerung durch Drainage, dem Grundwasserflurabstand sowie den Eigenschaften der oberflächennahen Gesteine. Da sich diese Parameter in Niedersachsen zum Teil auf kleinstem Raum deutlich unterscheiden, unterliegt auch die Grundwasserneubildung großen lateralen Schwankungen. Um die Grundwasserneubildung zu ermitteln, gibt es verschiedene Verfahren. Die vorliegenden Karten zeigen die flächendifferenzierte Ausweisung der mittleren Grundwasserneubildung, die mit dem Verfahren mGROWA (kurz für „monatlicher Großräumiger Wasserhaushalt“) berechnet wurde. Das Model mGROWA wurde für die großräumige Simulation des Wasserhaushalts am Forschungszentrum Jülich in Zusammenarbeit mit dem LBEG entwickelt (Herrmann et al. 2013) und seit 2016 für Niedersachsen methodisch aktualisiert. Zusätzlich wurde eine Reihe neuer Eingangsdaten verwendet, um ein aktuelle Datengrundlagen für wasserwirtschaftliche Planungsarbeiten und wasserrechtliche Genehmigungsverfahren zu liefern. Als klimatische Inputdaten wurden tägliche und monatliche gemessene und anschließend räumlich interpolierte Klimabeobachtungsdaten des Deutschen Wetterdienstes genutzt. Diese sind die potenzielle Verdunstung, die auf Grundlage der FAO-Grasreferenzverdunstung berechnet wurde (DWD, unveröffentlicht) und der Niederschlag basierend auf dem REGNIE-Produkt (Rauthe et al, 2013), welche nach Richter korrigiert wurden (Richter, 1995). Für eine bessere Regionalisierung wurden die klimatischen Eingangsparameter Niederschlag und potentielle Verdunstung mit bilinearer Interpolation auf ein 100 x 100 m Raster für mGROWA22 herunterskaliert.

Hochwasserrückhalt im Wald - Bestimmung relevanter Einflussfaktoren für die Rückhaltekapazität im Wald mittels Felduntersuchungen und hydronumerischer Simulation

Das Projekt „Hochwasserrückhalt im Wald“ befasst sich mit der Untersuchung von Einflussfaktoren auf die Rückhaltekapazität von Wäldern zur Verbesserung des Hochwasserschutzes. Während des Katastrophenhochwassers in Westdeutschland Mitte Juli 2021 wurden hohe Abflussakkumulationen aus Waldgebieten sowohl im Ahrtal als auch im Einzugsgebiet von Inde und Vichtbach beobachtet; das Potential des Wasserrückhaltes im Wald ist folglich elementar für die Hochwasservorsorge. Trotz der positiven Gebietseigenschaften von Waldflächen zeigen Studien, dass menschliche Eingriffe und schlechte forstwirtschaftliche Praktiken die Wasserrückhaltung negativ beeinträchtigen können. Im Projekt „Hochwasserrückhalt im Wald“ werden Sachbeihilfen für die Durchführung von Feldversuchen zur differenzierten Evaluation der Rückhalteleistung sowie zur messtechnischen Begleitung von Anpassungsmaßnahmen in Entwässerungsgräben beantragt. Im Rahmen der Feldarbeiten soll auf der Projektfläche im Ahrtal untersucht werden, wie sich der Wasserrückhalt unter verschiedenen Baumarten (Laub- vs. Nadelbäume) hinsichtlich der jeweiligen Interzeptions- sowie Infiltrationsleistung unterscheidet. Zweitens soll erforscht werden, wie lineare Strukturen im Wald so gestaltet werden können, dass sie die Hochwasserschutzwirkung maximieren. Hierfür werden geplante Anpassungsmaßnahmen auf einer Projektfläche bei Stolberg messtechnisch begleitet und die Wirkweisen anschließend mittels hydronumerischer Simulation weitergehend evaluiert. Insgesamt zielt das Vorhaben darauf ab, das Verständnis über die Rolle von Wäldern im Hochwasserschutz zu vertiefen und konkrete Maßnahmen zur Verbesserung des Wasserrückhalts zu entwickeln.

Auftaueffekte auf bodenorganischen Kohlenstoff in Permafrost-Mooren

Permafrost-Moore sind Hotspots organischer Kohlenstoff-Vorräte. Das Auftauen von Permafrostböden fördert die Mineralisation des bodenorganischen Kohlenstoffs (SOC). Es besteht jedoch große Unsicherheit hinsichtlich der SOC-Verluste bzw. der SOC-Akkumulation in aufgetauten Permafrost-Mooren. Bislang wurde die SOC-Bilanz auftauendender Permafrost-Moore in nur sehr wenigen Regionen untersucht. Aus bisherigen Studien ist bekannt, dass die SOC-Bilanz sehr variable ist und Prognosen für auftauende Permafrost-Moore unsicher sind. Permafrost-Moore der Finnmark, der nördlichsten Provinz Norwegens, tauen derzeit schnell auf. SOC-Verluste und rezente SOC-Zuwächse wurden in den Permafrost-Mooren dieser Region bisher nicht quantifiziert. Wir werden in dieser Region Standorte untersuchen, die durch Thermokarst tief und durch aktive Schichtvertiefung oberflächennah aufgetaut sind. Bei der oberflächennahen Schichtvertiefung durch partielles Auftauen und Entwässerung entstehen oxidative Bedingungen, die den mikrobiellen SOC-Abbau fördern. Thermokarst mit anoxischen Bedingungen bildet sich, wenn das gesamte Bodenprofil auftaut, absinkt und mit Wasser gefüllt wird. Verschiedene Ansätze werden zur Quantifizierung der SOC-Verluste durch Auftauen verfolgt. Wir werden in-situ SOC-Mineralisationsraten verschiedener Torfschichten durch Messung von CO2-Emissionen und deren 14C-Signaturen quantifizieren. Diese Ergebnisse liefern Belege für die SOC-Mobilisierung beider Auftauregime in Permafrost-Mooren. Wir erwarten, dass Moore, die oberflächennah aufgetaut sind, aktuell höhere SOC-Verluste aufweisen als Thermokarst. Darüber hinaus werden Bodenkerne aus beiden Auftauregimen entnommen, i) um die Entwicklung der Torfakkumulation durch pflanzliche Makrofossilien und 14C-Datierung zu charakterisieren, ii) um SOC-Vorräte zu quantifizieren, iii) um Humifizierungsgrade der organischen Substanz zu charakterisieren und iv) um das Mineralisationspotenzial für SOC und gelösten organischen Kohlenstoff (DOC) zu bestimmen. Wir erwarten i) geringere SOC-Vorräte, ii) höhere Humifizierungsgrade, iii) geringere SOC- und DOC-Mineralisierungspotenziale und eine geringere mikrobielle Kohlenstoffnutzungs-Effizienz in Thermokarstmooren aufgrund der vorangegangenen SOC-Mineralisierung im Vergleich zu intakten Permafrost-Mooren. Schließlich werden rezente SOC-Akkumulationsraten durch 210Pb-Datierung bestimmt. Wir gehen davon aus, dass sich in Thermokarstmooren in jüngster Zeit SOC angereichert hat, die vorhergehende SOC-Verluste durch Auftauen teilweise kompensieren. Wir werden verschiedene Thermokarstmoore untersuchen, um zu überprüfen, ob die SOC-Akkumulationsrate nach dem Auftauen mit dem Grad der Bodenabsenkung zusammenhängt. Die Bilanzierung der SOC-Verluste und der SOC-Akkumulation sowie der Mineralisationspotenziale in den verschiedenen Auftauregimen kann einen wertvollen Beitrag zur Verbesserung von Prognosen zur zukünftigen Entwicklung von SOC-Vorräten in Permafrost-Regionen leisten.

Identifizierung und Quantifizierung der Antibiotikaresistenzgen- Hintergrundbelastung von Böden in Österreich (MARGINS-I)

Zielsetzung: Im vorgestellten Projekt wird die Hintergrundbelastung von landwirtschaftlich genutzten Böden mit Antibiotikaresistenzgenen ermittelt. Für Österreich liegen diesbezüglich keine systematisch erhobenen Daten vor. Die aus dem Projekt gewonnen Erkenntnisse sollen die Gefahr einer Übertragung von Antibiotikaresistenzen (AR) aus Umweltquellen auf human- und veterinärmedizinisch relevante Bakterien verringern helfen. Die erzielten Ergebnisse dienen als Grundlage für eine evidenzbasierte Beratung von Risikomanagern und ein eventuell in Zukunft routinemäßig durchführbares ARG-Monitoring in den getesteten Ökosystemen. Das vorgeschlagene Vorhaben steht im Einklang mit den Vorgaben der EU zum 'One Health' Konzept zur Eindämmung von Antibiotikaresistenzen (1-3), zur Schwerpunktsetzung im Nationalen Aktionsplan zur Antibiotikaresistenz (NAP-AMR) in Österreich (4) und zur Beantwortung der parlamentarischen Anfrage 901/J (XXVI.GP/890/AB). Die ermittelten ARG-Belastungen der Felder werden mit ARG Konzentrationen in Böden unter geringem anthropogenen Einfluss (Wiesen- und Waldböden) sowie mit den ARG Auftretensdaten in der Wassersäule (Quell-, Fluss- und Drainagewasser) im Einzugsbereich der getesteten landwirtschaftlichen Nutzflächen verglichen. Die Untersuchungen erfolgen unter natürlichen aber kontrollierten Bedingungen auf einem großflächigen Versuchsgelände (Hydrology Open Air Laboratory - HOAL, Petzenkirchen), das sich durch den Anbau unterschiedlicher Feldfrüchte, unterschiedliche Bewirtschaftungsmethoden und mehrere verschiedene Bodentypen auszeichnet. Durch die Miteinbeziehung von quantitativen ARG Daten aus Schweinekot und zur Bodendüngung eingesetzter Gülle aus dem vor Ort ansässigen Schweinezuchtbetrieb kann der Ausbreitungsweg von ARGs vom Tier über die Gülle in den Boden und von dort in die Wassersäule erfasst und modelliert werden. Die erhobenen Daten werden auch Auskunft über die mögliche Kapazität der exponierten Bodentypen zur Elimination anthropogen eingebrachter Antibiotikaresistenzen geben. Die aus dem Projekt gewonnen Erkenntnisse dienen als Grundlage für ein eventuell in Zukunft routinemäßig durchführbares ARG-Monitoring in den getesteten Ökosystemen. Folgende Fragen werden abgeklärt: 1. Welche Antibiotikaresistenzgene befinden sich in wichtigen Umweltkompartimenten (Feld, Drainage-, Quell-, Flusswasser, Wiesen-, Waldböden, Schweinekot, Schweinegülle)? 2. In welcher Menge kommen klinisch relevante ARGs in diesen Kompartimenten vor? 3. Welche Umweltkompartimente weisen eine besonders hohe Belastung mit Antibiotikaresistenzgenen und damit ein hohes Potential für die Verbreitung von Antibiotikaresistenzen auf? 4. Welche Strategien können angewandt werden, um die Ausbreitung von ARGs in den unter Punkt 3 identifizierten Ökosystemen zu minimieren? (Text gekürzt)

Spatial Dynamics of Wetland Plant Populations: Reponses to Habitat Fragmentation and Land-Use Changes

Fen meadows belong to the few remaining semi-natural plant communities with high species diversity and a high proportion of rare and endangered species. They are influenced by groundwater or aquifer discharge. Their existence depends on continued but low-intensity agricultural use, i.e. lat-season mowing or extensive grazing. Agricultural practices in the past have led to a demise and fragmentation of fen areas. Even though protected by law the persistence of the remaining fens is still threatened by intensified farming (drainage, fertilization) or abandonment (cessation of mowing). The goal of this project is to investigate patterns of diversity and to develop conservation strategies. The following questions are asked: How do different agricultural practices, habitat fragmentation and altitude of the fens influence the diversity of mosses, higher plants and insects? Do the same factors also affect the morphology and the population structure of a typical fen plant species? How does productivity influence the vegetation composition and plant species richness of montane fen meadows? How does fertilization affect the competitive ability of selected plant species? Which conservation measures can protect the endangered montane fens? For the study we randomly selected 36 montane fens from the wetland inventory of Switzerland. For three altitude classes (800-1000 meters above sea level, 1000-1200 meters a.s.l. and 1200-1400 meters a.s.l.) 12 fens each were selected for our investigation, six of them mown once a year, six grazed by cattle's. Species diversity and -composition, vegetation structure, productivity and the population structure of single species were recorded for each of the 36 fens. The influence of nutrient inputs and habitat quality on the competitive ability of fen-species was assessed in a field-experiment. Previous results: Biodiversity of montane fen meadows is mainly influenced by the agricultural practices. Mown sites exhibit more species of vascular plants and butterflies than cattle-grazed areas, whereas grasshoppers prefer grazed sites with complex Vegetation structure. The species richness of vascular plants is closely related to the aboveground biomass. Highest diversity occurs at intermediate levels of bio-mass. High soil fertility reduces species richness. The diversity of mobile organisms such as butterflies not only depends on the habitat quality of the fen sites but additionally on that of the adjacent areas. Habitat fragmentation clearly reduces the diversity of all investigated organisms. In conclusion, only a diverse land-use can maintain the species diversity of different groups of organisms. Additionally, the remaining fen meadows have to be protected from fragmentation and nutrient influx.

Pertes en elements fertilisants (FRA)

Ces travaux sont une contribution a l'etablissement du bilan global des elements fertilisants au niveau d'une parcelle, d'un domaine ou d'un bassin versant. Les mesures portent essentiellement sur les bilans de N, P, K, Ca et Mg, dans differents types de sols. Les eaux du drainage de terres legeres, moyennes, lourdes et humiferes sont recoltees dans nos lysimetres sous 1 metre de terre, pour des surfaces de 1 et 4 m2. Dans les serres des Rives de Prangins nous recoltons les eaux de drainages pour des surfaces de 150 m2, recevant respectivement des doses simples et doubles d'engrais sur lesquelles se succedent des cultures maraicheres. (FRA)

Methodische Entwicklung einer satellitendatengestützten bundesweiten Erfassung von Drainageflächen und Gewässerrandstreifen zur Weiterentwicklung der Modellierung von Stoffeinträgen in Gewässer (Bereich Digitalisierung)

Ein Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung methodischer Ansätze zur deutschlandweiten Ausweisung von Drainageflächen auf Basis von Satellitendaten. Diese Information ist die Basis (Eingangsdatum) für die Bilanzierung von Stoffeinträgen über den Eintragspfad Drainagen in Oberflächengewässer. Ein weiteres Ziel ist die deutschlandweite Kartierung von Landschaftselementen, die bezogen auf den Sedimenteintrag in Gewässer als Barrieren fungieren, insbesondere auch Gewässerrandstreifen. Diese Datenbasis ermöglicht die Neuanalyse des erosiven Stoffeintrags in Oberflächengewässer. Die Methodenentwicklung soll in repräsentativen Testgebieten mit ground truthing Möglichkeiten erfolgen und anschließend auf Gesamtdeutschland übertragen werden.

Errichtung des Hochwasserschutzes Altdorf, Bauabschnitt 3 "Altdorf Nord"

Der Freistaat Bayern, vertreten durch das Wasserwirtschaftsamt Landshut, beantragte beim Landratsamt Landshut die Erteilung einer Planfeststellung nach § 67 und § 68 Wasserhaushaltsgesetz (WHG) für die Errichtung des Hochwasserschutzes Altdorf, Bauabschnitt 3: Altdorf Nord samt Umweltverträglichkeitsprüfung. Folgende Maßnahmen sind geplant: - Errichtung von Hochwasserschutzbauwerken Die Schutzbauwerke werden entlang der Pfettrach bzw. entlang der bebauten Flächen mit dem Ziel errichtet, den Hochwasserschutz der Bebauung bei bestmöglichem Erhalt der Retentionsflächen im Außenbereich zu ermöglichen. Dabei soll die Zugänglichkeit zum Gewässer sowie zu bewirtschafteten Agrarflächen wasserseitig der Schutzbauwerke aufrechterhalten werden. Mit Ausnahme von mobil verschließbaren Öffnungen an Verkehrswegen werden ortsfeste Schutzwände vorgesehen. - Sickerwasserdränagen entlang der Hochwasserschutzwände Zur Gewährleistung der Standsicherheit der Bauwerke und um zu verhindern, dass Sickerwasser in derartigen Fällen landseitig der Wände bis über die Geländeoberkante ansteigt und dadurch Überflutungen bewirkt, werden Dränagen angeordnet. Das dort gefasste Sickerwasser wird über Schachtpumpwerke in die Pfettrach gefördert. - Gewässerausbau der Pfettrach Im Bereich der Engstellen innerhalb des bebauten Gebiets soll die Pfettrach ausgebaut werden, um einen möglichst großen Hochwasserabflussquerschnitt zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck soll vor allem oberstrom der Bahnhofstraße eine Aufweitung des Gewässerquerschnitts erfolgen, die soweit möglich als bepflanztes Hochwasserabflussbett gestaltet wird. Kleinere Aufweitungen sind auch im Bereich zwischen der Brücke und dem Schlauchwehr vorgesehen. Außerdem soll hier eine Räumung von Schlamm und Sedimenten erfolgen, die sich im Lauf der Zeit abgelagert haben. - Maßnahmen am Mühlbach Am nördlichen Durchlass des Mühlbachs unter der Bahnlinie wird ein Sielbauwerk angeordnet, dass bei Hochwasserführung der Pfettrach verschlossen wird. An der Mündung des Mühlbachs in die Pfettrach wird ein Schöpfwerk mit Siel errichtet.

Oberirdische Einzugsgebiete im Land Brandenburg -WMS

Als Grundlage für die Konstruktion der Einzugsgebietsgrenzen dienten die Höheninformationen der topografischen Karten im Maßstab 1:10.000 und die digitalen Geländemodelle mit Rasterweiten von 2m, 5m und 25m. Zusätzlich wurden für die Konstruktion der Wasserscheiden die Informationen zu Fließgewässern, Entwässerungsgräben und Drainagen aus dem digitalen Gewässernetz gewnet25 sowie den Katastern der Wasser- und Bodenverbände verwendet. Zur Herstellung eines hydrologisch und wasserwirtschaftlich vollständigen Datenbestandes reichen die Einzugsgebiete teilweise über die Landesgrenze hinaus. Der Datenbestand enthält zumindest die Einzugsgebiete aller Fließgewässer, die gemäß Wasserrahmenrichtlinie berichtsrelevant sind (Einzugsgebiet > 10 km²).

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