Das Projekt "Sickerwasseruntersuchungen auf Nitrat im Zustrombereich der Förderbrunnen der Wassergewinnung Hohe Mark der GELSENWASSER AG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gelsenwasser AG durchgeführt. Im Einzugsgebiet einer Wassergewinnungsanlage bei Haltern wurde auf ausgewählten organisch gedüngten Ackerbauflächen die Verlagerung anorganischer Stickstoffverbindungen mit dem Sickerwasser untersucht und mit nahe gelegenen Waldflächen verglichen. Es werden große Grundwasserflurabstände, in der Regel über 15 m u. GOK, beobachtet. Grundwasserneubildungsraten liegen in Waldgebieten zumeist unter 275 mm/a, während sie auf Ackerflächen oft mehr als 400 mm/a betragen. Zur Sedimentgewinnung wurden auf 8 Ackerbau- und 4 Waldflächen insgesamt 21 Rammkernsondierungen bis zu einer Tiefe von 8 m u. GOK durchgeführt und nach lithologischen Kriterien beprobt. Die Verlagerungsgeschwindigkeiten im tieferen Bodenprofil (unterhalb des Wurzelraums) betragen auf Ackerflächen im Mittel 2,3 m/a und 1,5 m/a auf Waldflächen. Das Sickerwasser im Wurzelraum der Ackerflächen wird im Mittel 1,5 mal pro Jahr ausgetauscht. In den Proben unter Ackerstandorten wird zumeist das Sickerwasser erfasst, das sich in den letzten 3 bis 4 Jahren gebildet hat, während die Proben unter Waldflächen das Sickerwasser aus den letzten 5 bis 6 Jahren repräsentieren. Um die Stoffgehalte in diesem Sickerwasser zu untersuchen, wurden die Proben in Anlehnung an DIN 19746 - Bestimmung von mineralischem Stickstoff - mit einer CaCl2-Lösung eluiert und nachfolgend auf Stickstoffspezies untersucht. Bezogen auf das Sickerwasser treten auf Ackerflächen in mehr als der Hälfte aller Proben (59 Prozent) Nitratkonzentrationen in einem kritischen Bereich von über 37,5 mg/L auf (n = 67 von 113). In den Proben unter den Waldflächen ist dies nur für ca. ein Fünftel der Proben (18 Prozent, n = 3 von 17) der Fall. Unterhalb des Wurzelraums (Acker We = 0,9 m, Wald We = 2 m) ist davon auszugehen, dass sich diese Nitratgehalte weiter in die tiefere ungesättigte Zone verlagern. Für diese Dränzone beträgt die Nitratkonzentration im Sickerwasser im Mittel aller Ackerflächen 60 mg/L, während sie im Mittel auf den Waldflächen bei 16 mg/L liegt. Hohe Nitratkonzentrationen im Sickerwasser (größer 100 mg/L) werden ausschließlich unter Ackerflächen und vor allem in Profilabschnitten gemessen, die das Sickerwasser aus dem Jahr 2008 repräsentieren. Weder aus den Nmin-Untersuchungen (LWK 2009) noch aus den flächenbezogenen Stickstoffbilanzen (Elies 2009) kann das Auftreten des verlagerbaren Nitrats im Untergrund in den ermittelten Konzentrationshöhen und der zeitlichen Verteilung abgeleitet werden. Aus den mittleren Gehalten an auswaschungsfähigem Stickstoff in der Dränzone kann in Verbindung mit Grundwasserneubildungsraten und der Verlagerungsgeschwindigkeit des Sickerwassers auf die potenziellen mittleren Nitratkonzentrationen im Sickerwasser unterhalb der untersuchten Zone von 8 m geschlossen werden. Aufgrund dieser Betrachtung sind im Sickerwasser unter Ackerflächen mit Nitratgehalten zwischen 53 und 100 mg/L Werte oberhalb des Trinkwassergrenzwertes zu erwarten.
Das Projekt "Erfassung der regional unterschiedlichen Belastbarkeit von Boden und Wasser durch Stoffeintrag in NRW - Geochemische und hydrochemische Provinzen in NRW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Ökologie, Landschaftsentwicklung und Forstplanung Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Biotope aller Art in NRW sind durch Belastungen, insb. Stoffeintraege, in ihrem Bestand gefaehrdet. Hierbei verlaeuft die Wirkung in vielen Faellen ueber eine Veraenderung von Boden und Wasser. Im vorliegenden Projekt sollen die geogene chemische Ausgangssituation und die Empfindlichkeit der wichtigsten Substrate gegenueber anthropogenen Stoffeintraegen erfasst werden. Geplant sind Uebersichtskarten des Landes im Massstab 1:250.000, in denen einerseits geologischer Untergrund, Bodenart, Naehrstoffversorgung und Grundwasserflurabstaende, andererseits Bodennutzung und Grundwasserentnahme beruecksichtigt sind. Angestrebt wird eine Aussage ueber den Gefaehrdungsgrad wichtiger Biotope und Biotoptypen mit ihren Pflanzen- und Tiergesellschaften, z.B. durch die Kombination der verschiedenen thematischen Karten.
Das Projekt "Bestimmende Parameter der Durch- und Absickerung in der ungesaetigten Bodenzone" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Darmstadt, Institut für Wasserbau, Fachgebiet Konstruktiver Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. Hebungen und Senkungen der Grundwasseroberflaeche zeigen bei geringen Flurabstaenden einen deutlichen jahreszeitlichen Gang. Der hoechste GW-Stand tritt am Ende der verdunstungsarmen Wintermonate auf. Im Verlauf der Vegetationsperiode von April bis September sinkt die GW-Oberflaeche ab. Mit zunehmendem Flurabstand werden diese jahreszeitlichen Schwankungen gedaempfter. Kurzzeitige abflusswirksame Niederschlagsereignisse lassen sich nicht mehr als Einzelereignis in der Reaktion des GW-Spiegels feststellen. Bei grossen Flurabstaenden und mittel- bis feinkoernigen Boeden kennzeichnen nur noch langjaehrige Trocken- oder Nassperioden den Verlauf des GW-Spiegels. Mit zunehmender Tiefe vergleichmaessigt sich die Sickerbewegung und die Zusickerung zum Grundwasser. Dies bedeutet, dass sich bei kleinen Flurabstaenden und/oder grobkoernigen Boeden ein durch ein Niederschlagsereignis verursachter 'Wasserdruckstoss' sehr schnell bis zum GW-Spiegel fortpflanzt. Die Tiefenverlagerung bestimmter Wasservolumina vollzieht sich dagegen sehr langsam. Die massgebenden Parameter, die mit zunehmender Tiefe eine Vergleichmaessigung der Sickerbewegung bewirken, werden im Laborversuch ermittelt und ihr Einfluss quantifiziert. Die Ergebnisse dieser Versuche sollen Aufschluss geben ueber die unterschiedlichen Grundwaserneubildungsraten bei verschiedenen Flurabstaenden, die Reaktion des GW-Spiegels auf unterschiedliche Infiltrationsraten sowie die Sickerbewegung und Wasserverteilung in der ungesaettigten Bodenzone.
Das Projekt "Hydrologische Begleituntersuchungen zur geplanten Grundwasseranreicherung im Stadtwald Renchen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Im Renchener Allmendwald wurde 2002 durch die Stadt Renchen ein altes Bewässerungsgrabensystem erneuert und mit einem Vorfluter der Rench verbunden. Ziel der Maßnahme ist die Grundwasserneubildung zu steigern um eine Anhebung des Grundwasserspiegels zu erreichen, um Feuchtwälder (Sternmieren-Hbu-SEi-Wald, Traubenkirschen-Erl.Es-Wald) zu erhalten bzw. neu zu entwickeln. Die FVA führt das Monitoring der Grundwasserstandsentwicklung durch. Dabei wird anhand von 24 Grundwassermessstellen beobachtet, wie sich die im Dezember 2002 begonnene Bewässerung mit max. 2,0 Mio. cbm/Jahr auf die Grundwasserstände in dem rd. 165 ha großen Waldgebiet auswirkt. Der Zustand vor Beginn der Bewässerung wird mit Daten die für einen Teil der Pegel seit 1980/81 und einen weiteren Teil seit 1990/91 vorliegen beschrieben. Die aktuellen Grundwasserspiegelhöhen werden 14tägig erfasst. Aus den Messwerten werden Ganglinien, Dauerlinien, Grundwasserflurabstände und ein digitales Höhenmodell erstellt.
Das Projekt "Beschreibung der Nitratverlagerung in der wasserungesaettigten Bodenzone und im Grundwasser des Einzugsgebietes des Wasserwerkes Foehr-West mit Hilfe von Modellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Wasserwirtschaft und Landschaftsökologie durchgeführt. Ziele: Zielsetzung des Vorhabens ist es, auf der Basis vorhandener Daten (Nmin-Untersuchungen im Wasserschutzgebiet, hydrogeochemische Analysen von Wasserproben aus Versorgungs- und Beobachtungsbrunnen, Versuche zur N-Mineralisation, Klimadaten, Foerderraten der Versorgungsbrunnen, Grundwasserflurabstaende, geol. Erkundungsbohrungen, bodenk. Kartierung) die Entwicklung (seit ca. 1975) der diffusen N-Auswaschung in den Aquifer und die resultierende 3-dimensionale Belastungssituation des Aquifers mit Hilfe geeigneter Modellansaetze quantitativ nachzuvollziehen. Fragestellungen: Fuehren obligate Gruenlandnutzung und limitierte N-Duengung (seit 10a) zu einer Entschaerfung der Belastungssituation? Sind diesbezueglich bereits Erfolge messbar? Innerhalb welcher Zeit ist mit einer Sanierung des belasteten Aquifers zu rechnen? Hypothesen: Gruenlandnutzung und an den Pflanzenbedarf angepasste N-Duengung ausschliesslich in der Vegetationsperiode sind geeignete Massnahmen, um Nitrataustraege zu minimieren und somit den Aquifer zu sanieren. Aufgaben: Fuer die Modellansaetze muessen die massgeblichen Parameter, Anfangs- und Randbedingungen ermittelt werden. Die Auswirkungen verschiedener Szenarien (hinsichtlich N-Duengung und Nutzungsform) auf die Grundwasserbeschaffenheit (bezueglich Nitrat) sollen simuliert werden.
Das Projekt "Dynamische Prozessmodellierung zur Flussauensukzession als Elemente der wasserwirtschaftlicher Unterhaltung Elbe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Gegenwärtige und künftig zu erwartenden Entwicklungen des Abfluss- und morphodyn. Regimes an der Elbe zeigen, dass sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus naturschutzfachlicher Sicht ein Umdenken hinsichtlich des Managements der Bundeswasserstraße Elbe erfolgen muss. So zeigen beispielsweise die Hochwasserereignisse der letzten Jahrzehnte und der Ausblick auf mögliche, künftige Ereignisse, dass bestehende Maßnahmen wie Deiche möglicherweise nicht ausreichend sind, um effektiven Hochwasserschutz bei Abflüssen & HQ50 zu betreiben. Gleichzeitig ist die WSV bestrebt, der andauernden Sohlerosion an der Elbe entgegenzuwirken. Neben einem kostspieligen Sedimentmanagement eröffnen hier vor allem Maßnahmen, die den Hochwasserabfluss schon <= MHQ in die Vorländer verlagern, eine mögliche Perspektive. Somit bieten verschiedene Maßnahmen (Rückdeichungen, Abgrabungen von Ufer- und Vorlandflächen, Anbindung von Altarmen) die Möglichkeit, sowohl wirtschaftliche Aspekte wie den Hochwasserschutz bzw. die Wahrung der Schiffbarkeit zu ermöglichen und gleichzeitig die Vorgaben von Wasserrahmenrichtlinie und wasserwirtschaftlicher Unterhaltung, die Wiederherstellung des guten ökologischen Zustands, umzusetzen. Während Untersuchungen zu den hydraulischen und morphologischen Konsequenzen solcher Maßnahmen (z.B. Entwicklung von Hochwasserspitzen, Konsequenzen für den Feststofftransport, etc.) regelmäßig Anwendung finden, sind selbige zum Entwicklungspotenzial aus ökologischer Sicht nur unzureichend zu finden (vgl. Heinken 2000). Einschätzungen über die ökologischen Folgen solcher Maßnahmen erfolgen oft auf Basis eines 'best educated guess'. Grundsätzl. sind die Zusammenhänge zwischen dem Auftreten von Pflanzenarten/Vegetationstypen und den hydrolog. und morphodyn. Bedingungen der Standorte bekannt (Ellenberg 1996; vgl. Projekt 5.06). Dieses Wissen findet zum Beispiel im Rahmen von klassischen Habitatmodellierungsansätzen Anwendung (Projekt 5.06, Bio et al. 2002, Leyer 2006, Mosner et al. 2012). Jedoch zeigt sich bei diesen Modellansätzen oft, dass die Artverbreitungsmuster nur unzureichend beschrieben werden können bzw. starke Diskrepanzen zwischen dem vorhergesagten und dem tatsächlichen Vorkommen bestehen. Dies resultiert daraus, dass ausschl. Informationen zur abiot. Umwelt eingebunden werden und somit lediglich Habitatpotenzial auf Basis der verwendeten Umweltparameter vorhergesagt werden kann, nicht aber das tatsächliche Besiedlungspotenzial für diese Flächen. Darüber hinaus basieren die klassischen Modellierungsansätze auf rein korrelativen Zusammenhängen zwischen Artverbreitung und Umweltbedingungen, selten auf kausalen. Es fehlt also ein tiefer gehendes, mechanist. Verständnis der Sukzessionsmuster in Auen in Verbindung zu den versch. abiot. (z.B. Grundwasserflurabstände, Überflutungsdauern, Sedimentation/Erosion, Fließgeschwindigkeiten, Boden) sowie biot. Bedingungen (Ausbreitung, Konkurrenz), vor allem vor dem Hintergrund der Interaktion dieser Faktoren.
Das Projekt "Nitratverlagerung nach Gruenlandumbruch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich 07 Umwelt und Gesellschaft, Institut für Ökologie und Biologie, Fachgebiet Bodenkunde durchgeführt. Bei Gruenlandumbruch werden in kurzer Zeit groessere Mengen an organischer Substanz mineralisiert. Dabei besteht die Gefahr, dass ein grosser Anteil des gebildeten Nitrats ins Grundwasser ausgewaschen wird. Da ueber Nitratverlagerung nach Gruenlandumbruch nur wenige Ergebnisse vorliegen, sollen im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens folgende Fragen beantwortet werden: 1) Mit welcher Geschwindigkeit veraendert sich nach einem Gruenlandumbruch der Stickstoffvorrat des Bodens in Abhaengigkeit von Klima (zB Niederschlag, potentielle Verdunstung), Bodeneigenschaften (Bodenart, Wasser- und Lufthaushalt) und Grundwasserflurabstand? 2) Wieviel des mineralisierten Stickstoffs wird nach einem Gruenlandumbruch aus dem Wurzelraum verlagert und welche Nitratkonzentrationen sind bei der Verlagerung ins Grundwasser zu erwarten?
Das Projekt "Hohe Grundwasserstände - Planungshilfe für Kommunen und Bauherren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz durchgeführt. Projektkonzeption - Konstituierung einer strategisch begleitenden Arbeitsgruppe - Recherche und Auswahl geeigneter Messstellen - Ermittlung einer Gebietskulisse mit Risikobereichen für hohe Grundwasserstände - Statistische Auswertung und Plausibilitäts- sowie Qualitätsprüfung der Messdaten (Grundwasserstände/ Flurabstände) - Erstellung einer Gefahrenkarte als Orientierungshilfe für Planungsträger und Bürger - Erarbeitung von Handlungsempfehlungen (u.a. für Folgeprojekte) - Bedarfserhebung für die Verdichtung der Grundwasserbeobachtung.
Das Projekt "Regionalisierung hydraulischer und hydrochemischer Daten für oberflächennahe Grundwasserleiter im Bremer Raum - Zustandsbeschreibung und Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften durchgeführt. Die Bearbeitung des Themas soll in enger Zusammenarbeit mit den Bremer Entsorgungsbetrieben (Stadtwerke) und dem Niedersächsischen Landesamt für Bodenforschung (Außenstelle Bremen) durchgeführt werden. Von dort sind in großem Umfang geochemische Daten aus dem Grundwasser verfügbar, die im Rahmen der wissenschaftlichen Bearbeitung in ihrem geochemischen Zusammenhang zu sehen sind. Dabei ist besonders die Frage von Interesse, wie weit die immer an bestimmten Stellen, aus bestimmten Probenahme-Standorten in ihrer jeweiligen geochemische Situation entnommenen Grundwasser-Proben für eine regionale Aussage tragfähig sind. Zur Bearbeitung soll zum einen die geostatistische Methode des Kriging angewendet werden, aber auch Methoden der hydraulischen und geochemischen Modellierung. Die in unserer Arbeitsgruppe entwickelten Transport-/Reaktions-Modelle (CoTAM, CoTREM) sollen auf das geochemische Wirkungsgefüge im oberflächennahen Grundwasser angepaßt werden. Eigene geochemische Analysen sollen nur in ganz wenigen Fällen zum Abklären konkreter Fragestellungen durchgeführt werden.
Das Projekt "Entwicklung einer Methode zur Transferprognose durch iterative Simulation von Transportvorgängen für die Sickerwasserprognose - Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehr- und Forschungsgebiet Abfallwirtschaft durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung einer Transferprognose durch iterative Simulation von Transportvorgaengen, um belastbare Aussagen zur Sickerwasserprognose schadstoffhaltiger Materialien treffen zu koennen. Der Verbund aus LFA und LIH wird sich auf die modellierungsbezogenen Aspekte (Transportmodellierung), konzentrieren. Zur praxistauglichen Sickerwasserprognose soll das Programm SISIM in modifizierter Form zum Einsatz kommen. Die Bearbeitung der Thematik erfordert eine abgestufte Vorgehensweise, bei der die ersten Pruefschritte auf einen niedrigen standortspezifischen Informationsniveau beruhen. Auf dieser Pruefebene wird die generelle Gefaehrdung fuer das Grundwasser aufgrund von Quellstaerke, Flurabstand und Durchlaessigkeit beurteilt. Bestaetigt sich der Gefahrenverdacht, so sind standortspezifische Pruefschritte unter Verwendung der Transfermodelle notwendig, um den realen Gefahrentatbestand zu klaeren.
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