Das Projekt "Vorhersage von Schüttungen alpiner Karstquellen im Hinblick auf den Klimawandel unter Verwendung neuer Deep Learning-Methoden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft.Karstgrundwasserleiter spielen im Alpenraum eine wichtige Rolle. Sie bedecken etwa 56% der Fläche, und ein erheblicher Teil der Bevölkerung ist ganz oder teilweise von Trinkwasser aus Karstquellen abhängig, die oft mit wertvollen Ökosystemen verbunden sind und zur Wasserkrafterzeugung beitragen. Die Alpen zählen nach Studien zu den am stärksten vom Klimawandel betroffenen Gebieten in Europa. Als Folge der steigenden Temperaturen werden sich die gespeicherten Mengen an Schnee und Eis stark verringern, was zu einer Verschiebung zwischen Wasserhaushaltskomponenten in Verbindung mit einer saisonalen Umverteilung der Niederschläge führt. Außerdem wird erwartet, dass Hoch- und Niedrigwasserereignisse häufiger auftreten werden. Der Stand der Technik bei der Modellierung der Schüttung von Karstquellen, meist mittels konventioneller numerischer Modelle, ist auf standortspezifische, oft aufwändige und nicht übertragbare wissenschaftliche Studien beschränkt, die manuelle Modellabstimmung und Kalibrierung erfordern. Bis heute gibt es keinen leicht übertragbaren Ansatz, der gleichzeitig auf viele Karstquelleinzugsgebiete anwendbar ist. In diesem Projekt werden wir einen modernen, Deep-Learning basierten Ansatz zur Modellierung der Schüttung von Karstquellen entwickeln, der sich besonders gut eignet, übertragbare Modelle, die Informationen von verschiedenen Standorten nutzen können, aufzubauen. Deep Learning ist ein Teilgebiet des maschinellen Lernens, basierend auf künstlichen neuronalen Netzen, das sich sowohl bei akademischen als auch bei industriellen Anwendungen als sehr erfolgreich erwiesen hat. Die vorgeschlagene Studienregion sind die Alpen, mit Karstgebieten in Österreich, der Schweiz, Deutschland, Frankreich, Italien und Slowenien, mit einem Schwerpunkt auf dem besonders vom Klimawandel betroffenen von der Alpenkonvention abgegrenzten Gebirgsgebiet. Als Grundlage der Studie dient das World Karst Spring Database (WoKaS). Es wird im Laufe des Projekts mit zusätzlichen Daten von Behörden und Wasserversorgern ergänzt, insbesondere in Regionen mit bislang schlechter Abdeckung. Die Arbeiten beinhalten die Erstellung eines umfassenden Datensatzes mit Einzugsgebietsattributen und meteorologischen Einflussgrößen für etwa 150 Quellen. Klassische Lumped-Parameter-Modelle werden als Benchmarks aufgesetzt und mit den neu entwickelten Deep-Learning basierten Modellergebnissen verglichen. Ziel ist es, die Eignung neuartiger Deep-Learning Modellansätze für die Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels für eine Vielzahl von kurz- und langfristigen Vorhersagen zu untersuchen. Eine vertiefende Fallstudie des Dachsteingebietes, dessen große Karstregion wesentlich zur Wasserversorgung und Wasserkrafterzeugung beiträgt, wird die vergleichende Untersuchung mit einem numerischen 3D-Modell erweitern. Schließlich werden die entwickelten Modelle dazu verwendet, um Auswirkungen des Klimawandels auf die alpinen Karstgrundwasserressourcen vorherzusagen.
Das Projekt "Globale Abschätzung von Wassermangel in Karstregionen in Zeiten des globalen Wandels" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie.Karst entsteht sich durch die Verwitterung von Karbonatgestein und erzeugt starke oberflächliche und unterirdische Heterogenität von hydrologischen Speicher und Fließprozessen. Ungefähr 7% bis 12% der Erdoberfläche besteht aus Karstgebieten und etwa ein Viertel der Weltbevölkerung ist ganz oder teilweise abhängig von Trinkwasser aus Karstgrundwasserleitern. Für die nächsten Jahrzehnte, Klimamodelle prognostizieren einen starken Temperaturanstieg und eine Abnahme von Niederschlagsmengen in vielen Karstregionen der Welt. Trotz dieser Vorhersagen gibt es nur wenige Studien, die die Auswirkungen des Klimawandels auf die Karstwasserressourcen abschätzen. Die ist hautsächlich auf das Fehlen von Messdaten und die inadäquate Abbildung von Karstprozessen in derzeit angewandten Ansätzen zur großskaligen Modellierung zurückzuführen. Das Ziel der beantragten Nachwuchsgruppe ist, die notwendigen Daten und Ansätze zur erstmaligen Abschätzung der gegenwärtigen und zukünftigem Verfügbarkeit von Wasserressourcen in Karstgebieten zur Verfügung zu stellen. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, sind signifikante Fortschritte (1) zum Verständnis der Heterogenität von Karstregionen und zu deren Einarbeitung in hydrologische Modelle, (2) zum Upscaling von Beobachtungen auf der Einzugsgebietsskale für Anwendungen von Simulationsmodellen im globalen Maßstab, und (3) zum Vergleich der gegenwärtigen und zukünftigen Verfügbarkeit von Wasserressourcen mit gegenwärtigen und zukünftigen Wasserbedarf von Nöten. Im vorgeschlagenen Projekt sollen neuartige Ansätze zur Messung und Analyse hydrologischer Daten an fünf experimentellen Messgebieten, die in 5 verschiedenen Klimaregionen über den Globus verteilt sind (AU, D, ES, MX, UK), eingesetzt werden, um die Einflüsse der Heterogenität von Karstgebieten auf oberflächennahe Fließprozesse zu erkunden. Mittels einer neu entwickelten Karstdatenbank, welche beobachtete Zeitreihen von Karstquellenabflüssen enthält, und Rezessionsanalyse sollen die Heterogenität von Grundwasser und Abflussprozesse in verschiedenen Regionen der Welt charakterisiert werden. Dieselbe Datenbank, erweitert durch zusätzlich Abflussdaten auf Flussgebietsskale des Global Runoff Data Center (GRDC), soll zur Entwicklung eines neuen Ansatzes zur Einbindung der neu gewonnenen Erkenntnisse in ein großskaliges Simulationsmodell speziell für Karstregionen angewandt werden. Dieses Modell soll letztendlich dazu benutzt werden, um (1) gegenwärtige und, gekoppelt mit Klimaszenarien, zukünftige Verfügbarkeit von Wasserressourcen in Karstgebieten zu erkunden, um diese (2) mit gegenwärtigen und zukünftigen Wasserbedarf zu vergleichen und von Wassermangel bedrohte Regionen zu identifizieren.
Das Projekt "Pumpversuchsauswertung in Kluft- und Karstgrundwasserleitern" wird/wurde ausgeführt durch: Regierungspräsidium Freiburg, Abteilung 9 - Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau.Als Fortsetzung des Arbeitsblattes Pumpversuche in Porengrundwasserleitern (Herausgeber Min. fuer Ernaehrung, Landwirtschaft und Umwelt Baden-Wuerttemberg) soll ein entsprechendes Arbeitsblatt fuer die o.g. Grundwasserleiter erarbeitet werden. Dazu wertet das Geologische Landesamt alle verfuegbaren Pumpversuche nach den verschiedensten Verfahren aus.
Das Projekt "Transportprozesse und räumlich-zeitliche Dynamik von Partikeln und Fäkalbakterien in Karstgrundwasserleitern - IMPART" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Geowissenschaften, Abteilung Hydrogeologie.Karstgrundwasserleiter (Karstaquifere) tragen in vielen Regionen, Städten und Ländern wesentlich zur Wasserversorgung bei. Sie bilden sich durch chemische Lösung in Karbonatgesteinen und bestehen aus einem Netzwerk von Röhren und Höhlen, die in die geklüftete Gesteinsmatrix eingebettet sind. Karstaquifere zeichnen sich meist durch eine hohe Variabilität der Wasserverfügbarkeit und -qualität aus. Verunreinigungen, einschließlich fäkaler und pathogener Bakterien, können leicht durch dünne Böden, offene Klüfte und Schlucklöcher in den Untergrund gelangen. Innerhalb des Röhrennetzes werden sie schnell über große Entfernungen transportiert und können Brunnen oder Quellen weitgehend ungemindert erreichen. Daher wird die generell gute Wasserqualität an Karstquellen oft durch kurze, aber starke Kontaminationsereignisse unterbrochen. Suspendierte Mineralpartikel und organischer Kohlenstoff spielen entscheidende Rollen bei der Mobilisierung und dem Transport von Fäkalbakterien und anderen Verunreinigungen. Die genauen Prozesse und ihre räumliche und zeitliche Variabilität sind jedoch noch lange nicht vollständig verstanden. Das Hauptziel des vorgeschlagenen IMPART-Projekts besteht darin, vertiefte Einblicke in die Transportprozesse zu gewinnen, welche die räumliche und zeitliche Dynamik von Partikeln, organischem Kohlenstoff und Fäkalbakterien in Karstsystemen bestimmen. Das Testgebiet ist eine bedeutende Karstquelle und ihr Einzugsgebiet, in dem zwei zugängliche Wasserhöhlen die direkte Beobachtung von Strömung, Wasserqualität und Transportvorgängen innerhalb des aktiven Röhrennetzes ermöglichen. Die wichtigsten zu beachtenden Parameter umfassen die Partikelgrößenverteilung, Anregungs-Emissions-Matrizen für organischen Kohlenstoff, Enzymaktivität von E. coli, Fäkalindikatorbakterien und die Gesamtzellzahl mittels Durchflusszytometrie. Die Feldarbeit umfasst eine räumlich verteilte Wasserprobenahme in den Höhlen und an der Quelle; hochauflösendes Monitoring an der Quelle bei ausgewählten hydrologischen Ereignissen; sowie Multi-Tracer-Versuche im aktiven Röhrensystem, einschließlich vergleichender Versuche mit gelösten Stoffen und suspendierten Partikeln. Die Ergebnisse werden ein besseres Verständnis der Transportprozesse und der mikrobiellen Wasserqualitätsdynamik von Karstaquiferen ermöglichen, als Grundlage für ein verbessertes Management dieser wertvollen, aber verletzlichen Ressourcen.
Beitrag im Rahmen der FKTG: Die Annahme, dass Gesteine des Tertiär oder älter als grundwasserhemmend bzw. erosionshemmend betrachtet werden, ohne konkret die entsprechenden Gesteinstypen zu erfassen, ist insbesondere für die tertiären Tonformationen nicht zwingend zutreffend. Hoth et al. (2007) weist darauf hin, dass der Rupel-Ton des Oligozäns eine der wichtigsten Barrieren zwischen dem Salz- und dem Süßwasserstockwerk in Norddeutschland bildet. Es ist davon auszugehen, dass unmittelbar oberhalb dieses „Aufstau-Horizontes“ stark grundwasserführende Schichten vorhanden sein können. Beispiele für prominente Grundwasserleiter im sandig ausgebildeten Tertiär sind bekannt. Dasselbe gilt für die Tertiäre Obere Süßwassermolasse (betrifft 002_00TG_044_00IG_T_f_tUMa und 003_00TG_046_00IG_T_f_tUMj in Südostdeutschland) mit einem hohem Sand- und Kiesanteil, die ebenfalls ein bekannter Grundwasserleiter ist. Gleiches gilt analog für die Karstgrundwasserleiter des Malm (Oberer Jura), was von der BGE erwähnt wird, aber nur für den Indikator „Keine Ausprägung struktureller Komplikationen (z. B. Störungen, Scheitelgräben, Karststrukturen) im Deckgebirges“ im Rahmen der Bewertung von 001_00TG_032_01IG_T_f_jmOPT Berücksichtigung findet. Der überdeckende Karst stellt einen großräumigen Tiefengrundwasserleiter mit entsprechend stark variierender Durchlässigkeit und verminderter erosions-/grundwasserhemmender Wirkung dar. Letzteres wird in BGE (2020ag) nicht weiter berücksichtigt. Stellungnahme der BGE: Fachliche Einordnung: Die BGE kann die Kritik teilweise nachvollziehen. Begründung: Im Schritt 1 der Phase I des Standortauswahlverfahrens erfolgte auf Basis der Anwendung der Kriterien und Anforderungen gemäß den §§ 22 bis 24 StandAG mit der Ermittlung von Teilgebieten eine Differenzierung des Suchraumes in Deutschland in Hinblick auf potentiell geeignete und nicht geeignete Gebiete für die weitere Suche nach einem Standort für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle. Um dies realisieren zu können, wurde zunächst auf der Detailebene von stratigraphischen Einheiten gearbeitet und pauschale Annahmen zur Vereinfachung getroffen, um deutschlandweit eine erste geologische Eingrenzung zu ermöglichen. Petrographische und hydrogeologische Betrachtungen innerhalb der ausgewiesenen Teilgebiete werden im Schritt 2 Phase I zu einer differenzierteren Bewertung des Kriteriums 11 „Schutz durch das Deckgebirge“. Initiale Rückmeldung im Rahmen der FKTG: nicht vorhanden. Stellungnahme einer externen Prüfstelle:nicht vorhanden.
Aktenzeichen: A4-BASE21102/02#0463 Erklärung des Bundesamtes für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung über das Einvernehmen nach § 21 Absatz 2 Satz 3 Standortauswahlgesetz zum Vorhaben Geothermiebohrung in Pegnitz, Gemarkung Hainbronn Das Landratsamt Bayreuth hat mit Schreiben vom 28.07.2021 und 30.08.2021 (Aktenzeichen: FB 43 - 6421/1/1/23) beim Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) für eine Grundwassermessstelle in Pegnitz, Gemarkung Hainbronn (Flur-Nr. 1209) um die Erteilung des Einvernehmens ersucht. Dieses Vorhaben mit einer geplanten Bohrungsteufe von 164 m wurde auf Grundlage der Kriterien des § 21 Absatz 2 und 3 Standortauswahlgesetz (StandAG) geprüft. Der Geologische Dienst im Bayerischen Landesamt für Umwelt (LfU) kommt in seiner dem Schreiben des Landratsamtes Bayreuth beigefügten Stellungnahme Az. (105-8771.5044- 75636/2021) zu dem Prüfergebnis, dass das Vorhaben innerhalb eines von der Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH nach § 13 Absatz 2 Satz 1 StandAG ausgewiesenen identifizierten Gebietes liege und aufgrund des § 21 StandAG zugelassen werden könne. Das LfU kommt zu dem Ergebnis, dass der Vorhabenstandort in dem identifizierten Gebiet mit der Kennung 194_00IG_K_g_MO liegt. Das Vorhaben sei zulässig, da von der Bohrung, die überwiegend in einem Karstgrundwasserleiter erfolge, keine erhebliche Schädigung von Gesteinsschichten, die einen langfristigen Schutz darunterliegender, für die Endlagerung geeigneter, Schichten darstellen, zu erwarten sei. Zudem seien weder stratiforme Steinsalzformationen noch Salzformationen in steiler Lagerung vorhanden. Auf Grundlage der Ausführungen des Landratsamtes Bayreuth, des LfU sowie nach eigener Prüfung erklärt das BASE sein Einvernehmen hinsichtlich der Erteilung der Zulassung für oben genanntes Vorhaben aufgrund des § 21 Absatz 2 Satz 1 Nr. 4 StandAG. Die Erteilung des Einvernehmens ist nicht selbständig anfechtbar. Berlin, 02.09.2021 Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung Im Auftrag
In der Karte werden die an der Oberfläche anstehenden Gesteine zunächst in die vier Haupttypen “Porengrundwasserleiter”, “kombinierte Poren- und Kluftgrundwasserleiter”, “Kluft- und Karstgrundwasserleiter” sowie “Grundwassergering- und Grundwassernichtleiter” unterteilt. Eine weitere Differenzierung erfolgt abhängig von der Ausdehnung und Produktivität gemäß der Systematik der Standardlegende für Hydrogeologische Karten (SLHyM). Die Einstufung in die Produktivitätsklassen wurde aus der Durchlässigkeit hergeleitet. Zusätzlich werden die an der Oberfläche anstehenden Gesteine in Form von Flächensignaturen in 19 verschiedene Gesteinsarten und vier geringmächtige Bedeckungen unterschieden. Weiterhin sind Versalzungszonen des oberflächennahen Grundwassers im Binnenland, Gebiete mit Meerwasser-Intrusionen im Küstenbereich sowie Bergbaugebiete dargestellt. Datengrundlage der Karte “Hydrogeologie” ist die von der BGR im Jahr 1993 herausgegebene digitale Geologische Karte der Bundesrepublik Deutschland 1:1.000.000 (GK1000). Die digitale GK1000 beinhaltet Attribute zur Stratigraphie, Lithologie und zur Genese der Gesteine.
In der Karte werden die Flächeneinheiten Deutschlands dargestellt, die sich hinsichtlich der Art und Stärke der Grundwasserführung sowie der chemischen Zusammensetzung des Grundwassers einheitlich beschreiben und voneinander abgrenzen lassen. Insgesamt werden fünf Regionen sowie 24 Unterregionen unterschieden, die den wichtigsten Landschaftseinheiten Deutschlands zugeordnet wurden. Für jede Unterregion wird ein schematisches lithologisches Säulenprofil abgebildet, das einen typischen Schichtenaufbau des Untergrundes der jeweiligen Region zeigt. Die Gesteinsarten werden zusätzlich in Grundwasserleiter, Grundwassergeringleiter und Grundwassernichtleiter unterteilt. Die Grundwasserleiter lassen sich entsprechend der Art ihrer Grundwasserführung in die drei Klassen Poren-, Kluft- und Karstgrundwasserleiter aufteilen, während die Grundwassergeringleiter in Locker- oder Festgestein unterteilt werden. Eine weitere Unterscheidung geschieht nach dem vorherrschenden chemischen Milieu des Gesteins (silikatisch, karbonatisch, sulfatisch, organisch). Im Ergebnis wird zwischen zehn Typen von Grundwasserleitern und sechs Typen von Grundwassergeringleitern differenziert. Grundlage für die Karte sind die digital vorliegenden Daten der Geologischen Karte 1:1.000.000 (GK1000).
In der Karte werden die an der Oberfläche anstehenden Gesteine zunächst in die vier Haupttypen “Porengrundwasserleiter”, “kombinierte Poren- und Kluftgrundwasserleiter”, “Kluft- und Karstgrundwasserleiter” sowie “Grundwassergering- und Grundwassernichtleiter” unterteilt. Eine weitere Differenzierung erfolgt abhängig von der Ausdehnung und Produktivität gemäß der Systematik der Standardlegende für Hydrogeologische Karten (SLHyM). Die Einstufung in die Produktivitätsklassen wurde aus der Durchlässigkeit hergeleitet. Zusätzlich werden die an der Oberfläche anstehenden Gesteine in Form von Flächensignaturen in 19 verschiedene Gesteinsarten und vier geringmächtige Bedeckungen unterschieden. Weiterhin sind Versalzungszonen des oberflächennahen Grundwassers im Binnenland, Gebiete mit Meerwasser-Intrusionen im Küstenbereich sowie Bergbaugebiete dargestellt. Datengrundlage der Karte “Hydrogeologie” ist die von der BGR im Jahr 1993 herausgegebene digitale Geologische Karte der Bundesrepublik Deutschland 1:1.000.000 (GK1000). Die digitale GK1000 beinhaltet Attribute zur Stratigraphie, Lithologie und zur Genese der Gesteine.
In der Karte werden die Flächeneinheiten Deutschlands dargestellt, die sich hinsichtlich der Art und Stärke der Grundwasserführung sowie der chemischen Zusammensetzung des Grundwassers einheitlich beschreiben und voneinander abgrenzen lassen. Insgesamt werden fünf Regionen sowie 24 Unterregionen unterschieden, die den wichtigsten Landschaftseinheiten Deutschlands zugeordnet wurden. Für jede Unterregion wird ein schematisches lithologisches Säulenprofil abgebildet, das einen typischen Schichtenaufbau des Untergrundes der jeweiligen Region zeigt. Die Gesteinsarten werden zusätzlich in Grundwasserleiter, Grundwassergeringleiter und Grundwassernichtleiter unterteilt. Die Grundwasserleiter lassen sich entsprechend der Art ihrer Grundwasserführung in die drei Klassen Poren-, Kluft- und Karstgrundwasserleiter aufteilen, während die Grundwassergeringleiter in Locker- oder Festgestein unterteilt werden. Eine weitere Unterscheidung geschieht nach dem vorherrschenden chemischen Milieu des Gesteins (silikatisch, karbonatisch, sulfatisch, organisch). Im Ergebnis wird zwischen zehn Typen von Grundwasserleitern und sechs Typen von Grundwassergeringleitern differenziert. Grundlage für die Karte sind die digital vorliegenden Daten der Geologischen Karte 1:1.000.000 (GK1000).
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 28 |
| Land | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 16 |
| Text | 9 |
| unbekannt | 8 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 16 |
| offen | 16 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 33 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 3 |
| Datei | 2 |
| Dokument | 4 |
| Keine | 15 |
| Webdienst | 3 |
| Webseite | 16 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 31 |
| Lebewesen & Lebensräume | 27 |
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