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Watershed Boundaries of Global Runoff Data Centre Stations

The Watershed Boundaries of all GRDC Stations are generated on the basis of HydroSHEDS (Lehner et al., 2008) and the Multi-Error-Removed Improved-Terrain (MERIT) Hydro dataset (Yamazaki et al., 2019). It is updated as soon as changes in the metadata occur or new stations have to be implemented. The dataset is licensed under CC-BY-4.0. Source: Lehner, B., Verdin, K., and Jarvis, A.: New Global Hydrography Derived From Spaceborne Elevation Data, EOS, 89, 93-94, https://doi.org/10.1029/2008EO100001, 2008. Yamazaki, D., Ikeshima, D., Sosa, J., Bates, P. D., Allen, G. H., and Pavelsky, T. M.: MERIT Hydro: A High-Resolution Global Hydrography Map Based on Latest Topography Dataset, Water Resources Research, 55, 5053-5073, https://doi.org/10.1029/2019WR024873, 2019. The Watershed Boundaries of all GRDC Stations are generated on the basis of HydroSHEDS (Lehner et al., 2008) and the Multi-Error-Removed Improved-Terrain (MERIT) Hydro dataset (Yamazaki et al., 2019). It is updated as soon as changes in the metadata occur or new stations have to be implemented. The dataset is licensed under CC-BY-4.0. Source: Lehner, B., Verdin, K., and Jarvis, A.: New Global Hydrography Derived From Spaceborne Elevation Data, EOS, 89, 93-94, https://doi.org/10.1029/2008EO100001, 2008. Yamazaki, D., Ikeshima, D., Sosa, J., Bates, P. D., Allen, G. H., and Pavelsky, T. M.: MERIT Hydro: A High-Resolution Global Hydrography Map Based on Latest Topography Dataset, Water Resources Research, 55, 5053-5073, https://doi.org/10.1029/2019WR024873, 2019.

Rheinausbau unterhalb Neuburgweier

Erfassen der derzeitigen wasserwirtschaftlichen Verhaeltnisse, Auswirkungen des Baues einer weiteren Staustufe bzw. der Zulassung der Erosion; Abhilfemassnahmen. Hydrologische, statistische, hydrochemische, hydraulische, geologische, pflanzensoziologische und bodenkundliche Untersuchungen; Modelluntersuchungen; Einrichten von Testgebieten und Messstationen.

Einfluss von Temperaturbedingungen auf das Wachstum von Legionellenarten in komplexen biologischen Systemen der Abwasserbehandlung

Pathogene Legionellenarten, wie Legionella pneumophila, können die Legionärskrankheit, eine schwere Lungeninfektion mit einer Sterblichkeit von 5-10 %, verursachen. Sie werden durch das Einatmen von Legionellen-kontaminierten Aerosolen aus künstlichen Wassersystemen, wie zum Beispiel Kühltürme, Trinkwassernetzwerke und Kläranlagen, übertragen. Die Legionärskrankheit hat in Europa in der Zeit von 2015 bis 2019 um 65 % zugenommen. Es ist davon auszugehen, dass die Legionärskrankheitsfälle, die aus Kläranlagen entspringen, aufgrund der zunehmenden Wiederverwendung von Abwasser und wegen des Klimawandels weiter steigen werden. Das Letztere wird sich insbesondere auf die Abwassertemperaturen und die mikrobielle Zusammensetzung von Abwässern auswirken. Eine Lösung zur Verhinderung der Legionellenvermehrung in Kläranlagen mit warmen Abwassertemperaturen (>23 °C) steht mangels Grundlagenforschung nach unserem Kenntnisstand nicht zur Verfügung. Das Ziel dieses Antrages ist es, die Temperaturbedingungen zu definieren, die das Wachstum von pathogenen Legionella spp. aus Kläranlagen begünstigen, unter Berücksichtigung konstanter und dynamischer Temperaturverhältnisse. Dafür sollen Isolate aus behandeltem Abwasser oder Belebtschlamm von fünf verschiedenen Kläranlagen, die warme Abwässer behandeln, bei fünf verschiedenen Temperaturen zwischen 20 °C und 40 °C kultiviert werden. Um die Wirkung dynamischer Temperaturbedingung zu untersuchen, soll die Temperatur in der Mitte der exponentiellen Wachstumsphase um 5 °C innerhalb einer kurzen Zeitspanne erhöht werden. Die Wachstumsparameter der getesteten Legionellenarten sollen vor und nach der Störung verglichen werden. Aufgrund unserer Erfahrungen bei vergangenen Überwachungsprojekten von Legionella spp. in Kläranlagen wurde ein schneller Temperaturanstieg von 5 °C ausgewählt. Die isolierten Legionellenarten sollen anhand der Kultivierungsmethode aus der biologischen Behandlungsstufe gewonnen werden. Die Arten der Isolate und die Legionellendiversität in der biologischen Stufe soll durch eine gattungsspezifische Next-Generation-Sequencing identifiziert werden. Für das Temperaturexperiment werden Isolate ausgewählt, die sowohl die Kerngemeinschaft der Legionellen, die in allen fünf Kläranlagen vorhanden ist, als auch die einzigartigen Stammtypen, die nur in bestimmten Kläranlagen vorkommen, abdecken. Die Integration der Ergebnisse der Abwasser-/Kläranlagencharakterisierung, der Legionellendiversität und des temperaturabhängigen Wachstums von den Legionellenisolate wird unser Verständnis über die Rolle von Kläranlagen als ökologische Nische für das Legionellenwachstum verbessern. Unsere Erkenntnisse können verwendet werden, um die Überwachung von Legionellen in Kläranlagen zu verbessern und sie sollen die Entwicklung von Strategien zum Umgang mit plötzlichen Temperaturänderungen in Kläranlagen und Abwasserwiederverwendungsanlagen unterstützen.

Sonderforschungsbereich Transregio 32 (SFB TRR): Muster und Strukturen in Boden-Pflanzen-Atmosphären-Systemen: Erfassung, Modellierung und Datenassimilation; Patterns in Soil-Vegetation-Atmosphere Systems: Monitoring, Modelling and Data Assimilation, Teilprojekt B06: Geophysikalische Charakterisierung von Mustern in funktionellen und strukturellen Bodeneigenschaften und -prozessen

Muster in funktionellen und strukturellen Bodeneigenschaften werden basierend auf Daten komplementärer geophysikalischer Verfahren charakterisiert. EIT (Elektrische Impedanztomographie) und GPR (Bodenradar) Daten werden genutzt, um Wurzelwachstum und -aktivität in ihrer Beziehung zur Bodenfeuchtedynamik innerhalb einzelner Parzellen zu untersuchen. Die raumzeitlichen Muster in den Bodeneigenschaften bis zur Wassereinzugsgebietsskala werden mittels EMI (Elektromagnetische Induktion) und GPR Messungen charakterisiert. Basierend auf beobachteten Mustern werden Konzeptualisierung und Parametrisierung der im TR32 genutzten hydrologischen Modelle verbessert.

Past, present and future rainfall erosivity in Northwestern Europe

Past, present and future rainfall erosivity in Northwestern Europe calculated from convection-permitting climate simulations in CNRM-AROME (Lucas-Picher et al., 2022; https://doi.org/10.1007/s00382-022-06637-y) using emission scenario RCP 8.5. A description of the methodology is given in the article "Past, present and future rainfall erosivity in central Europe based on convection-permitting climate simulations" by Magdalena Uber et al. (2024) in Hydrology and Earth System Sciences (https://doi.org/10.5194/hess-28-87-2024).

r4 - wirtschaftsstrategische Rohstoffe: Reallabor Rohstofferkundung Oberharz, Teilvorhaben 1: Koordination und semi-airborne EM Exploration der Modellregion Oberharz

Der Einfluß der Bildung von Thioarsen-Spezies auf die Arsen-Komplexierung an natürliches organisches Material

Unter anoxischen Bedingungen wird Arsen (As) in Form von Arsenit vermeintlich vollständig über Schwefel(S)-Gruppen an natürliches organisches Material (NOM) gebunden. Laborexperimente zeigten, dass selbst unter oxischen Bedingungen die Halbwertszeit mehr als 300 Tage betrug, damit sogar größer war als die von Arsenit an Eisen(Fe)(III)-Oxyhydroxiden. Global betrachtet heißt das, dass z.B. Moore, die reich an Organik und Sulfid sind, wichtige quantitative As-Senken sind. Allerdings wurden alle mechanistischen Studien bisher so durchgeführt, dass Arsenit einem zuvor gebildeten S(-II)-NOM zugegeben wurde. In einem System, das As(III), S(-II) und NOM enthält, spielt aber auch die As(III)-S(-II)-Komplexierung in Lösung unter Bildung von Thioarseniten ((H2AsIIIS-IInO3-n)-, n=1-3) und Thioarsenaten ((HAsVS-IInO4-n)2-, n=1-4) eine Rolle. Unsere zentrale Hypothese ist, dass die Kinetik der Thioarsen-Spezies-Bildung in Lösung schneller ist als die Sorption von As(III) und S(-II) an NOM und dass daher Thioarsen-Spezies das Ausmaß und die Kinetik der As-Sorption an Organik bestimmen. Auch die kompetitive Sorption an gleichzeitig auftretenden (meta)stabilen Fe-Mineralen wird vom bekannten Verhalten von Arsenit abweichen. Aufgrund ihrer Instabilität und einem Mangel an reinen Standards, ist über das Sorptionsverhalten von Thioarseniten bislang nichts bekannt. Für Thioarsenate gibt es keine Information zum Bindungsverhalten an NOM, aber es ist bekannt, dass die Sorption an verschiedenen Fe(III)-Mineralen geringer ist als die von Arsenit. Wir postulieren, dass Thioarsenate weniger und langsamer als Arsenit an S(-II)-NOM binden, da kovalente S-Bindungen in Thioarsenaten die Affinität für S(-II)-NOM Komplexierung verringern. An Fe(III)-NOM sollte die Bindung geringer sein in Analogie zur bekannten geringeren Affinität für Fe(III)-Minerale. Wir postulieren weiter, dass die Sulfidierung eine schnellere und größere As-Mobilisierung bewirkt als die zuvor untersuchte Oxidation, da abiotische Oxidation langsam ist, die As-S-Komplexierung in Lösung aber spontan und so As-Bindungen an NOM und Fe-Minerale schwächt. Um unsere Hypothesen zu testen, werden wir Batch-Experimente durchführen mit Mono- and Trithioarsenat-Standards und einem Arsenit-Sulfid Mix (der Thioarsenite enthält) bei pH 5, 7 und 9 an zwei ausgewählten NOMs (Federseemoor Torf und Elliott Soil Huminsäure; jeweils unbehandelt, S(-II)- und Fe(III)-komplexiert). Wir werden Sorptionsaffinität und -kinetik, sowie mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie Bindungsmechanismen bestimmen. Die Stabilität der (Thio)arsen-beladenen NOMs wird unter oxidierenden aber auch unter sulfidischen Bedingungen studiert und präferenzielle Bindung in binären Systemen (Kombinationen aus Fe-Oxyhydroxiden, Fe(III)-NOM, S(-II)-NOM und Fe-Sulfiden) untersucht. Ziel ist, As-Bindungsmechanismen in S(-II)-Fe(III)-NOM-Systemen besser zu verstehen, um vorhersagen zu können, unter welchen Bedingungen As Senken zu As Quellen werden können.

Untersuchung von Grundwasserverhaeltnissen in Sueddeutschland (besonders Muenchner Raum)

Fuer die Errichtung von Tiefbauwerken, besonders Tiefgaragen, ist haeufig die genaue Kenntnis der Grundwasserverhaeltnisse, hoechster Grundwasserstand, mittlerer Grundwasserspiegel, etc. noetig. weiterhin interessiert, inwieweit durch die Errichtung von Bauwerken oder Brunnen andere Bauwerke oder Brunnen beeintraechtigt werden. Es wurden mehr als 400 Untersuchungen seit 1964 durchgefuehrt.

Bewirtschaftung und Biomasseverwertung von nassen Niedermooren in Brandenburg, Teilvorhaben 4: Wissenschaftliche Begleitung: Hydrologie, Ableitung von Bioindikatoren und Sozioökonomie

Das Teilvorhaben (TV) 4 'Wissenschaftliche Begleitung: Hydrologie, Ableitung von Bioindikatoren und Sozioökonomie' ist Teil des MuD-Vorhaben WetNetBB. TV4 umfasst die Aktivitäten in Modul 4 zur wissenschaftlichen Begleitung in den Arbeitspakten standorthydrologische Untersuchungen (AP 4.1a), Treibhausgase inklusive Bioindikatorenentwicklung (AP 4.3a, b, c) und sozioökonomische Untersuchungen (AP4.5a,b). Darüber hinaus koordiniert und kommuniziert TV4 die gesamten Begleitforschungsaktivitäten die Modul 4 realisiert, was zusätzlich betriebsökonomische Untersuchungen des Partners ATB (AP4.4) und Biodiversitäts- und Bodenuntersuchungen seitens des Partners HNEE (AP4.2) einschließt. Die beantragten AP 4.1 und 4.3. werden an den Intensivmessflächen realisiert um über 10 Jahre verfolgen zu können, wie sich Wiedervernässung und veränderte Biomassenutzung auf die ökologischen Prozesse und Eigenschaften, d.h. Treibhausgas-Flüsse und -Bilanzen und die Biodiversität auswirken. Die erhobenen Daten werden in Abstimmung mit dem zentral koordinierenden Projekt PaludiZentrale zur Verfügung gestellt, um am Aufbau einer nationalen Datenbank zur Wiedervernässung von Grünland und Moorsystemen mitzuwirken. Neben der etablierten Erfassung von THG-Flüssen soll auch ein Bodenmikrobiom- und Vegetation-basiertes Bioindikatorsystem entwickelt werden, dass eine Treibhausgas-Vorhersage auf Jahresbasis erlauben soll, um zukünftig effizient und kostengünstig Wiedervernässungsvorhaben begleiten zu können. Das beantragte AP 4.5. wird mittels sozialer Netzwerksanalysen Akteurskonstellationen (z.B. LandbesitzerInnen, Betriebe) und deren Veränderungen im Hinblick auf Verhalten und Akzeptanz untersuchen und so einen wichtigen Beitrag zur Realisierung der praktischen Umsetzung und der gesellschaftlichen Mitwirkung leisten.

Biogeochemical modelling of biosphere-atmosphere-hydrosphere interactions

This project aims at the improvement and testing of a modeling tool which will allow the simulation of impacts of on-going and projected changes in land use/ management on the dynamic exchange of C and N components between diversifying rice cropping systems and the atmosphere and hydrosphere. Model development is based on the modeling framework MOBILE-DNDC. Improvements of the soil biogeochemical submodule will be based on ICON data as well as on results from published studies. To improve simulation of rice growth the model ORYZA will be integrated and tested with own measurements of crop biomass development and transpiration. Model development will be continuously accompanied by uncertainty assessment of parameters. Due to the importance of soil hydrology and lateral transport of water and nutrients for exchange processes we will couple MOBILE-DNDC with the regional hydrological model CMF (SP7). The new framework will be used at field scale to demonstrate proof of concept and to study the importance of lateral transport for expectable small-scale spatial variability of crop production, soil C/N stocks and GHG fluxes. Further application of the coupled model, including scenarios of land use/ land management and climate at a wider regional scale, are scheduled for Phase II of ICON.

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