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Found 105 results.

Binnenwasserstraßen: Abflüsse steuern und Wasserstände regeln

An den staugeregelten Bundeswasserstraßen ist eine genaue Einhaltung der vertraglich festgelegten Wasserstände erforderlich. Die Automatisierung hilft hier mit einer standardisierten Vorgehensweise und sorgt für einen reibungsfreien Betrieb. Effizient und erneuerbar: Wasser bewegt! Deutschland verfügt über ein wirtschaftlich leistungsfähiges Wasserstraßennetz, das die Seehäfen an Nord- und Ostsee mit den Binnenhäfen verbindet. Die 7.350 km Binnenwasserstraßen bestehen zu 25 Prozent aus Kanalstrecken, zu 35 Prozent aus frei fließenden und zu 40 Prozent aus staugeregelten Flussabschnitten. Im Zusammenhang mit dem Staustufenbau wurden an den größeren Flüssen vielfach Laufwasserkraftwerke errichtet, die mit der erneuerbaren Ressource Wasser Strom erzeugen. Zu den staugeregelten Bundeswasserstraßen mit Wasserkraftnutzung zählen Weser, Oberrhein, Neckar, Main, Mosel, Saar und Donau mit einer installierten Leistung von derzeit ca. 750 Megawatt. Damit wird mit den Laufwasserkraftwerken etwa so viel Energie erzeugt, wie alle Schiffstransporte auf dem Wasser verbrauchen (vgl. Verkehrsinvestitionsbericht 2008).

Historische Geographie: 'Wasserbauliche Maßnahmen an Fließgewässern und ihre Folgen von Anfang des 18. bis Mitte des 20. Jahrhunderts unter besonderer Berücksichtigung des Wertewandels wasserbaulicher Maßnahmen'

Kern der Historischen Geographie ist das Gewinnen von Einsichten in die Regelhaftigkeiten im Verhältnis von Mensch und Umwelt in historischer Zeit. Gegenstand der Untersuchungen sind u.a. raumrelevante Prozesse, raumprägende Strukturen und die Umgestaltung der Naturlandschaft zur Kulturlandschaft durch den handelnden Menschen. Dazu müssen ehemalige Landschaftszustände rekonstruiert und die raumzeitliche Entwicklung zum heutigen Landschaftszustand erklärt werden. Neben einer Analyse der ingenieurtechnischen Veränderungen der meisten Flusssysteme sind bei der Bewertung historischer Hochwässer in Langzeitanalysen gerade auch die landschaftlichen Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. Fragen des Waldanteiles des Einzugsgebietes wie der kulturellen Inanspruchnahme stehen dabei im Mittelpunkt. Schließlich blieb die Flussdynamik vieler Flüsse wie des Mains bis in das 19. Jahrhundert hinein ein weitgehend natürliches System. Im Rahmen des Projektbereichs sollen von Seiten der Geographie wasserbauliche Maßnahmen an Fließgewässern und ihre Folgen von Anfang des 18. bis Mitte des 20. Jahrhunderts untersucht werden. Besondere Berücksichtigung wird der Wertewandel wasserbaulicher Maßnahmen in dieser Zeit finden. Zudem sollen Bezüge zur Klimageschichte und zur Kulturlandschaftsentwicklung hergestellt werden. Die Auswirkungen der Flussregulierungen und Auenlandschaftsveränderungen werden auf die Gegenstandsbereiche der anderen Projekte im Teilbereich fokussiert.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources; Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen, Soil type and land use as potential control mechanisms of river eutrophication

Excessive nutrient input largely impacts community structure and functioning of stream ecosystems in Central Europe (eutrophication). Within this project, we aim to evaluate the eutrophication potential of stream ecosystems. As a first step to achieve this aim, main control mechanisms influencing stream eutrophication have to be identified. We will analyze the impact of soil nutritional status (especially phosphorus), soil storage capacity, and soil nutrient release as well as land use on periphyton-grazer interaction. Therefore, we will study the periphyton-grazer interaction in the running water of 4 small catchments that differ with respect to their nutritional status, speciation and release at a forest site and an pasture site. In the field survey we will study (1) The input of macro nutrients (P and N), (2) community structure and biomass of periphyton and grazers, (3) emergence and (4) complexity of the food web and compare the results among the catchments. The periphyton-grazer interaction along nutrient gradients will be studied in more detail using laboratory flumes. By the use of geostatistical and remote sensing techniques we will interpolate macro nutrient input, -speciation and seasonality for the different catchments and link this information to periphyton quantity and quality as well as to periphyton-grazer interaction.

GK 1024: Interdisziplinäre Umweltgeschichte - Naturale Umwelt und gesellschaftliches Handeln in Mitteleuropa - PB B: Eindämmung von Natur: Viehseuchen, Schädlingsbekämpfung und Flußregulierung von der Frühaufklärung bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts - B2: Schädlinge in Feld und Forst - Ein Vergleich ihrer Bekämpfung im 18. und 19. Jahrhundert

Schädlinge und die Möglichkeiten ihrer Bekämpfung sind für menschliche Gesellschaften von großer Bedeutung. Seit den Anfängen von Ackerbau und Viehzucht waren es neben den Krankheitserregern und Hausschädlingen vor allem die Ertragsverluste in Agrar- und Forstwirtschaft sowie der Verlust von Nutzvieh und Jagdwild, die eine Bekämpfung von schädlichen Tieren notwendig machten. Bis heute bestimmen Schädlinge große Bereiche des menschlichen Lebens und beeinträchtigen Gesundheit, Ernährung und Wohlbefinden. Über die Geschichte ihrer Bekämpfung und der damit verbundenen impliziten und expliziten Wert- und Unwertvorstellungen über Organismen liegen bisher nur geringe Kenntnisse vor. Seit dem 18. Jahrhundert finden sich in den deutschen Territorien zunehmend gedruckte Ratschläge und Verordnungen zur Schädlingsbekämpfung. Neben solchen Erfahrungsberichten finden sich auch theoretische Schriften über die Naturgeschichte der Schädlinge und ihre Stellung in der Schöpfung. Die Bekämpfung sogenannter 'culturschädlicher Thiere' spielt in dieser Zeit als Untertanenschutz und Vorsorge zur Verbesserung der Lebensbedingungen auch eine zentrale Rolle im staatlichen Handeln, wobei sie sich in den allgemeinen Forschungsgedanken integriert. Trotz vereinzelt auftretender religiöser Bedenken wird die Schädlingsbekämpfung aufgrund der menschlichen Lebensansprüche in öffentliches wie privates Handeln integriert. Ende des 18. Jahrhunderts sind zahlreiche schädliche bzw. als schädlich betrachtete Wirbeltiere aus der Kulturlandschaft verschwunden, sodass sich die vorher auf jene fixierte Schädlingsbekämpfung im 19. Jahrhundert überwiegend auf den Kampf gegen Wirbellose konzentriert. Nach den Ergebnissen der vorausgehenden Projekte des Graduiertenkollegs und der Begleitforschung ist eine weitere thematische Fokussierung auf den Vergleich der Schädlingsbekämpfung in der Land- und Forstwirtschaft lohnend. Diskurse zur Schädlingskunde und zur Schädlingsbekämpfung liefen in beiden Bereichen nicht synchron. Der Arbeit liegt die Beobachtung zugrunde, dass die Systematisierung und Verwissenschaftlichung der praktischen Agrarschädlingskunde in Deutschland mehrere Jahrzehnte später erfolgten als bei der Forstschädlingskunde. Dieser Umstand ist erstaunlich, da eine Schädlingskalamität in der Getreidewirtschaft eher noch zu einer existenziellen Bedrohung werden konnte als eine Forstkalamität und die wissenschaftlichen Voraussetzungen und Erkenntnismittel in beiden Wirtschaftsbereichen gleicher Art waren. Das Ziel der Arbeit ist eine Überprüfung und Analyse dieser Diskrepanz im 18. und 19. Jahrhundert und ihrer möglichen biologischen und gesellschaftlichen Ursachen. In die Analyse werden unterschiedliche Quellengattungen einbezogen. Neben der deutschen Hausväterliteratur des 17. und 18. Jahrhunderts, findet der Gelehrtendiskurs aus wissenschaftlichen Monographien und Artikeln aus Forst-, Agrar- und Jagdzeitschriften Verwendung. usw.

GK 1024: Interdisziplinäre Umweltgeschichte - Naturale Umwelt und gesellschaftliches Handeln in Mitteleuropa - PB B: Eindämmung von Natur: Viehseuchen, Schädlingsbekämpfung und Flußregulierung von der Frühaufklärung bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts - B3: Die Schwarze Elster im Fluss der Zeit Ursachen, Maßnahmen und Folgen wasserbaulicher Maßnahmen vom 19. bis Mitte 20. Jahrhundert

Wasserbauliche Maßnahmen stehen nicht nur für Veränderungen in der Gewässermorphologie und der Landnutzung, sondern auch für eine Umdeutung des Gewässers in seinen Aufgaben. Diese sind getragen, durch die Anforderungen an das Fließgewässer und sein Umfeld sowie durch die Vorstellungen der Akteure zum Zeitpunkt der Maßnahmen. Als Untersuchungsgebiet wurde die Schwarze Elster ausgewählt. Sie entspringt im heutigen Bundesland Sachsen, durchfließt Brandenburg und mündet dann, nach 179 km Lauflänge, in Sachsen-Anhalt in die Elbe. Die Schwarze Elster wurde sowohl durch den Technischen Hochwasserschutz als auch durch die Meliorationen und Vorflutmaßnahmen für die Braunkohleabwässer des Niederlausitzer Braunkohle-Reviers mehrfach geprägt und umgedeutet. Anhand archivalischer Quellen, Primärliteratur und einer GIS-gestützten Analyse werden die Veränderungen der Schwarzen Elster und der an sie grenzenden Niederungen untersucht. Damit soll ein wichtiger Beitrag zu der Erforschung des Landschaftswandels und den treibenden Faktoren im Ausbau und der Veränderung von Fließgewässern geleistet werden.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Bakterielle Umwandlungen von Dimethylsulfoniumpropionat im Weddellmeer

Dimethylsulfid (DMS) ist ein klimarelevantes Spurengas marinen Ursprungs, das in der Atmosphäre als Vorstufe von Kondensationskernen bei der Wolkenbildung dient. Das Südpolarmeer wurde als Region mit erheblicher DMS Freisetzung aus dem Ozean in die Atmosphäre erkannt. Schwerpunkte der DMS Produktion wurden in der Nähe des Antarktischen Kontinentes und in der Zone der saisonalen Eisschmelze ermittelt. Modellsimulationen haben gezeigt, dass Störungen der DMS Flüsse vom Ozean in die Atmsophäre die Wolkenbedeckung beeinflussen und so zu Veränderungen im Strahlungshaushalt der Atmosphäre führen können. Das Prozessverständnis für marine DMS Emissionen und ihre Vorhersage sind somit entscheidend für Szenarien zukünftiger Klimabedingungen. DMS wird im Oberflächenozean durch den bakteriellen Abbau von Dimethylsulfoniumpropionat (DMSP) freigesetzt, das wiederum durch Phytoplankton produziert wird. Der bakterielle DMSP-Abbau folgt zwei konkurrierenden enzymatischen Stoffwechselwegen: dem Demethylierungsweg und dem Spaltungsweg. Da nur der Spaltungsweg zur Produktion von DMS führt, ist ein verbessertes Verständnis von Umweltfaktoren und genetischen Voraussetzungen, die die Balance zwischen den beiden Stoffwechselwegen kontrollieren, von großer Bedeutung um die Regulation der biologischen DMS Flüsse vom Ozean in die Atmosphäre abzuschätzen. Während die globalen Auswirkungen des DMSP Umsatzes im Ozean schon vor mehr als 30 Jahren erkannte wurden, ist es durch neue Methoden der Molekularbiologie und der „Omics“ Techniken erst kürzlich möglich geworden relevante Gene des bakteriellen DMSP Stoffwechsels zu identifizieren und Einsicht in ihre phylogenetische Verteilung zu gewinnen. Bisherige Erkenntnise zum bakteriellen Umsatz von DMSP in marine Systemen basieren weitgehend auf Studien aus mittleren und niederen Breiten, während die polaren Ozeane kaum untersucht wurden. Die Analyse der Bakteriengemeinschaften im Weddellmeer mittels Amplicon Sequenzierung des 16S rRNA Gens hat hohe Abundanzen potentiell DMS produzierender Bakteriengruppen wie der Roseobacter Gruppe und SAR11 gezeigt.Im vorgeschlagenen Projekt möchten wir modernen Methode der Moleklularbiologie in Kombination mit bioinformatischen Werkzeugen anwenden um im Weddellmeer(1) die Umweltkontrolle des bakteriellen DMSP Abbaus zu analysieren(2) die Diversität und Taxonomie DMSP abbauender Bakterien zu untersuchen(3) das genetische Inventar für DMSP Transformationen zu analysieren und(4) Stoffwechsel und ökologische Strategien von Schlüsselarten zu charakterisieren.Hierzu werden Seewasserproben analysiert, die am Östlichen Weddellmeer Eisschelf, am Filchner-Ronne Eisschelf und im Weddellwirbel genommen wurden. Die zu erwartenden Ergebnisse werden das mechanistische Verständnis des bakteriellen DMSP Abbaus im Weddellmeer verbessern und zu verlässlichen Prognosen von marinen DMS Emissionen im Südpolarmeer unter zukünftigen Klimaszenarien beitragen.

Data used for the dissertation of Martin Utz [2025]

This dataset provides a set of input data for each test case, as well as for the river engineering application used in Martin Utz's dissertation. The corresponding simulation results are also provided. Together with the settings described in the thesis and the software (https://git.iws.uni-stuttgart.de/dumux-pub/Utz2025b), this allows the simulations discussed in the dissertation to be reproduced.

Überschwemmungsgebiet der Wabe und Mittelriede

Das Überschwemmungsgebiet (ÜSG) für die Wabe und die Mittelriede ist mit der Verordnung vom 19.08.2011 neu festgesetzt worden. Die Verordnung ist nach der Veröffentlichung im Amtsblatt für die Stadt Braunschweig am 09.09.2011 in Kraft getreten. Das ÜSG umfasst die Flächen entlang der Oker, die statistisch betrachtet einmal in hundert Jahren überschwemmt werden. Verbote und Genehmigungspflichten für Handlungen oder Maßnahmen im ÜSG richten sich nach den Vorschriften des Gesetzes zur Ordnung des Wasserhaushalts und des Niedersächsischen Wassergesetzes in der jeweils geltenden Fassung.

Wasser als Ressource

<p> <p>Wasser ist ein existentieller Grundstoff des Lebens für Mensch, Tier und Pflanze. Von den weltweiten Wasserreserven sind nur knapp 3 % Süßwasser. Ein Großteil des Süßwassers ist in Eis, Schnee und Permafrostböden gebunden. Nur ein geringer Teil des verbleibenden Süßwassers ist tatsächlich nutzbar, ein Großteil ist nicht zugänglich. Zudem sind die Süßwasservorräte global ungleich verteilt.</p> </p><p>Wasser ist ein existentieller Grundstoff des Lebens für Mensch, Tier und Pflanze. Von den weltweiten Wasserreserven sind nur knapp 3 % Süßwasser. Ein Großteil des Süßwassers ist in Eis, Schnee und Permafrostböden gebunden. Nur ein geringer Teil des verbleibenden Süßwassers ist tatsächlich nutzbar, ein Großteil ist nicht zugänglich. Zudem sind die Süßwasservorräte global ungleich verteilt.</p><p> <p>Der Wasserkreislauf wird vor allem durch klimatische Faktoren wie Temperatur, Wind und Sonneneinstrahlung gesteuert. Weitere natürliche Faktoren wie die Pflanzenarten und -dichte beeinflussen die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/verdunstung">Verdunstung</a>; Bodenart und Struktur des Geländes, z.B. Hangneigung, wirken auf die Versickerungsfähigkeit und das Abflussgeschehen.</p> <p>Zusätzlich beeinflussen menschliche Eingriffe den natürlichen Wasserkreislauf:</p> <ul> <li>In Folge von Veränderungen des Gewässerbettes durch Flussbegradigungen, Uferbefestigungen und ufernahe Deiche verlieren Flüsse ihr natürliches Rückhaltevermögen, die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/erosion">Erosion</a> an den Uferrändern nimmt zu. Auen, Altarme und Überschwemmungsbereiche mit entsprechenden Ökosystemen sind vom Fluss getrennt und können nicht mehr durchströmt werden. Die Gefahr von Hochwasser steigt, da Retentionsmöglichkeiten eingeschränkt sind. Bei Niedrigwasser sind aquatische Ökosysteme betroffen, denn es fehlen Rückzugsräume und beschattete Gewässerbereiche. &nbsp;</li> <li>Durch Bebauung und zunehmende Versiegelung kann der Niederschlag nicht oder nur wenig in den Boden versickern und die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/grundwasserneubildung">Grundwasserneubildung</a> nimmt ab.</li> <li>Auch die Abholzung von Waldflächen sowie (intensive) landwirtschaftliche Bewirtschaftung reduzieren die Versickerungsfähigkeit und den Rückhalt von Niederschlag in der Fläche. Es kommt zu einer Zunahme des Oberflächenabflusses infolge von Verdichtung der Böden und der Erosionsanfälligkeit der Bodendecke.</li> <li>Zudem wirkt der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> auf den Wasserhaushalt - Niederschlagsmuster verändern sich und die Gefahr für das Auftreten von Starkregenereignissen und Dürren nimmt zu.</li> </ul> <p>Deutschland hat im langjährigen Mittel ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserdargebot">Wasserdargebot</a> von 176 Milliarden Kubikmeter (Mrd. m³). Davon entnahmen im Jahr 2022 öffentliche Wasserversorger, , Industrieunternehmen, Bergbau und Energieversorger sowie die Landwirtschaft insgesamt 17,9 Mrd. m³.</p> <p>Energieversorger beziehen ihr Kühl- und Prozesswasser fast vollständig aus Flüssen, Seen und Talsperren. Auch Industrieunternehmen und das verarbeitende Gewerbe entnehmen das notwendige Wasser überwiegend aus Flüssen, Seen und Talsperren. Die Trinkwasserversorger decken ihren Bedarf zu gut 70 % aus Grund- und Quellwasser. Die Landwirtschaft nutzt vornehmlich Grundwasser (69,1 %).</p> <p>Neben diesen direkten Wasserentnahmen nutzen wir auch indirekt Wasser durch den Konsum von Lebensmitteln sowie die Nutzung von Dienstleistungen und Produkten (z.B. Kleidung, elektronische Geräte), die im Ausland hergestellt und nach Deutschland eingeführt werden. Aus der Summe der direkten und indirekten Wassernutzung ergibt sich der sogenannte Wasserfußabdruck für Deutschland. Nach Berechnungen von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/94717">Bunsen et al.</a> (2022) beträgt er insgesamt rund 219 Mrd. m³ pro Jahr. Damit erzeugt jede Person in Deutschland durchschnittlich einen Wasserfußabdruck von 7.200 Liter täglich.</p> <p>&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/377/bilder/wasserfussabdruck_bauer_alex_fotolia.com_36214824_m_1.jpg"> </a> <strong> Wasserfußabdruck: Wie viel Wasser verbrauchen wir tatsächlich? </strong> Quelle: Bauer Alex / Fotolia.com </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Develop new methods for the long-term sustainable management of North Sea ecosystems

Objective and Tasks North Sea Region estuaries are dynamic environments subject to persistent and increasing pressures such as modified tidal ranges, higher sedimentation rates and increased risk of flooding, which impact estuary ecological functioning and services. The implementation of coastal management measures that respond to those pressures has to follow EU-regulations (e. g. Natura 2000 and Water Framework Directive) and demands long planning periods, stakeholder commitment and large investments. The aim of the project IMMERSE is to accelerate the implementation of such large-scale measures that contribute to a sustainable management of North Sea ecosystems. Research institutions, governmental administrations and enterprises from the North Sea region address different challenges regarding sediment management, flood protection and the creation of intertidal habitats. Areas of interest are the estuaries Elbe, Scheldt, Göta Älv, Tees, Humber, Isefjord/Holbaekfjord and Roskilde Fjord. Importance for the Federal Waterways and Shipping Administration (WSV) New solutions and improved designs of coastal and river engineering measures are developed in the project. The know-how of the BAW in best practices to secure navigation, managing the estuaries sustainably, will be enhanced by exchanging knowledge and expertise with other experts of the North Sea estuarine community. For tidal amplification and tidal pumping, pressures that affect the sediment transport and thus the maintenance works for navigation in the Elbe estuary, different measure types are investigated, pilots carried on and feasibility assessments conducted by different organisations. Within the project, the BAW has evaluated the hydraulic effects of reconnecting a cut-off anabranch to the tidal river Elbe to reduce tidal pumping and the tidal range, an assessment required for decision-making at the dialog process Forum Tideelbe (WSV steering committee partner). The next task of the BAW in the project relates to the improvement of the numerical model to compute the spread of particle-bound contaminants, which is relevant in planning strategies for the sediment management at the maritime fairway Elbe. Consultancy for the WSV on sediment relocation and issues related to sediment mobilisation and pollutants fate will advance, ensuring the use of numerical methods at state-of-the-art standards. Research Methods Three-dimensional numerical simulations are employed using the hydrodynamic modelling system UnTRIM (Casulli and Lang 2004) in combination with the morphological model SediMorph. For the assessment of the anabranch reconnection, the measure layout included a tidal flow control at the sluice gate Tatenberger Siel to constrain the amount of water flowing in and out the anabranch and so limit the variation of the water level within the anabranch Dove Elbe (BAW 2021). The aim here was to compute the maximal expected effects on the estuary dynamics considering the tidal flow control, and so to provide an estimation of the measure benefits for a comparison with two other potential locations: Haseldorfer Marsch and alte Süderelbe (see Forum Tideelbe 2020). Since the flow constriction at the weir was only partially considered in this feasibility assessment, the model approach for weir control has been improved during the project. Within the modular architecture of UnTRIM, an add-on feature has been programmed and coupled in the model suite within the software environment PROHGOME (see Lang 2017) at the department for hydraulic engineering in coastal areas of the BAW. The next activities of the BAW in the project will address the development of a transport model to compute the spread of particle-bound contaminants in the tidal Elbe. At the next, a comprehensive review addressing research gaps and parametrization needs for the SPM transport behavior related to organic and inorganic pollutants will be carried on.

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