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Abflusskennwerte in Baden-Württemberg - Abfluss-BW

Als Grundlage für die Planung und Bewertung von wasserwirtschaftlichen Maßnahmen werden in der Regel umfangreiche Abfluss-Kennwerte, oft in hoher räumlicher Auflösung, benötigt. Das Institut für Wasser und Gewässerentwicklung - Bereich Hydrologie hat Anfang 2000 in Kooperation mit der LUBW damit begonnen, abgestimmte Regionalisierungsverfahren für Baden-Württemberg zu entwickeln. Die neuen Verfahren basieren auf multiplen Regressionsmodellen und erlauben die Beschreibung von Abfluss-Kennwerten auf Basis maßgebender Einzugsgebietskenngrößen und Landschaftsgroßräumen. Die Anpassung und Plausibilisierung der Verfahren erfolgte anhand von Beobachtungszeitreihen an 448 Pegeln in Baden-Württemberg. Über alle Pegel zeigen die Modellanpassungen sehr gute Übereinstimmungen mit den statistisch ermittelten Kennwerten. Mit der Anwendung dieser neuartigen Verfahren wurde es möglich regionalisierte Abfluss-Kennwerte flächendeckend für Baden-Württemberg zu bestimmen und der wasserwirtschaftlichen Praxis zur Verfügung zu stellen. Inzwischen liegen in Baden-Württemberg die Abflusskennwerte für mehr als 13.000 Gewässerstellen bzw. deren Einzugsgebiete vor. Ebenso eine Vielzahl von Abflusslängsschnitte für die wichtigsten Gewässerläufe. Die regionalisierten Abfluss-Kennwerte finden in der wasserwirtschaftlichen Praxis enormen Anklang und sind heute aus der wasserwirtschaftlichen Bearbeitung nicht mehr wegzudenken. Vielmehr wachsen die Anforderungen hinsichtlich Inhalt und Umfang immer weiter. Vom IWG wurden daher in den vergangenen Jahren in mehreren Überarbeitungen kontinuierliche Anpassungen und Weiterentwicklungen vorgenommen. Seit 2007 liegen landesweit für alle baden-württembergische Fließgewässer die wichtigsten Abfluss-Kennwerte wie bspw. Mittlere Abflüsse (MQ), Mittelwerte und Jährlichkeiten von Hochwasserabflüssen (MHQ, HQT), Niedrigwasserabflüssen (MNQ, NQT) und Niedrigwasser-Dauern (MND, NDT) vor. Zudem werden hinsichtlich der Anforderungen der Hochwassergefahrenkarten (HWGK) ein Extremabfluss HQExtrem und zur Bemessung von Hochwasserrückhaltebecken entsprechend DIN 19700 Hochwasserabflüsse mit Jährlichkeiten zwischen T = 200 und 10.000 a abgeschätzt.

Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau, Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau

Ziel des interdisziplinären Verbundvorhabens ist die standortdifferenzierte Bewertung des Einsatzes von Nitrifikationsinhibitoren bei der Stickstoffdüngung als Klimaschutzmaßnahme. Das beantragte Projekt der CAU Kiel ist Teil eines Verbundprojektes welches sowohl ein deutschlandweites Netzwerk abgestimmter Feld- (8 Standorte) und Laborversuche (4 Labors) zu den Wirkungen von Nitrifikationsinhibitoren auf die Stickstoffdynamik im Boden, die direkte N2O-Emission, die Nitratauswaschung sowie die Stickstoffeffizienz und die Qualität und Höhe der Erträge als auch integrierte Untersuchungen zu Wirkungen auf das Bodenmikrobiom (Zielorganismen und Nichtzielorganismen), die Verlagerung von Hemmstoffen, die Interaktion mit anderen umwelt- und klimawirksamen Emissionen (Ammoniak, Methan) sowie die ökonomische Bewertung von Nitrifikationshemmstoffen als Klimaschutzmaßnahme umfasst. Das Teilprojekt ist an der Modellierung und Regionalisierung der Wirkungen von Nitrifikationshemmstoffen, die Abbildung möglicher Klimaschutzwirkungen im Treibhausgasemissionsinventar Deutschlands, die zusammenführende Bewertung als mögliche Klimaschutzmaßnahme sowie der Wissenstransfer in die Praxis beteiligt. Es ist federführend bei der Modellierung der Stickstoffauswaschung als Komponente der indirekten THG-Emissionen. Wesentliche Ziele dieses des Projektes sind die standortdifferenzierte Erfassung und Bewertung - des annuellen Effekts von NI auf die direkte N2O Emission, - der Wirkung von NI auf Ammoniakemissionen und auf die Methanaufnahme von Böden, - der Wirkung von NI auf Ertragseffekte (Höhe, Qualität) und die Stickstoffnutzungseffizienz, - der Wirkung von NI auf die annuelle Nitratauswaschung, - der Wirkungen verschiedener Inhibitorprodukte, - der Effektivität von NI nach mehrmaliger und mehrjähriger Anwendung.

Genese und Ökofunktionen von Paläo- und rezenten Böden der westlichen Inneren Mongolei, NW-Chinas

Es sollen Paläo- und rezente Böden in den Becken- und Schwemmfächerbereichen des Gaxun Nur-Systems (Abb. 1) untersucht werden. Die Ziele dieser Untersuchungen sind: 1. Das Paläoklima zu rekonstruieren, 2. die Entwicklung und 3. die Ökofunktionen der Böden zu erfassen. Zur Rekonstruktion des Paläoklimas werden relikte sowie fossile Böden untersucht, die datierbar sind bzw. bekanntes Alter haben. Dabei werden vor allem Paläoböden von Wadi- und Strandterrassen bevorzugt untersucht. Die Verwitterungsart und Verwitterungsintensität dieser Böden sollen durch Geländearbeit, mineralogische und geochemische Untersuchungen sowie über Stoffbilanzen erfaßt werden. Ziel dieser Untersuchungen ist die Ableitung pedogener Klimaindikatoren.An rezenten Böden sollen 1. der Einfluß der hohen Kontinentalität auf bodenbildende Prozesse (Bioturbation, kryoklastische und chemische Verwitterung) und 2. Wichtige Ökofunktionen (z.B. Verdunstung, Grundwasserneubildung, Kapillarer Aufstieg, Versalzung) bestimmt werden. Mit Hilfe von Satellitenaufnahmen und geophysikalischen Methoden soll eine Regionalisierung der Daten erfolgen, so daß es möglich wird, für bestimmte Teilgebiete Boden. und Landeignungskarten sowie Karten über den Wasserhaushalt (z.B. Grundwasserneubildung, Kapillarer Aufstieg) und die Versalzungs- sowie Erosionsgefährdung zu erstellen.

Auswirkungen des Klimawandels auf Planung und Betrieb von Verteilnetzen, Teilvorhaben: Klimawandel und Extremwetterereignisse

Im Zuge des vorliegenden Teilprojekts werden die aus der globalen Erwärmung erwarteten Veränderungen der Ereigniswahrscheinlichkeiten von Extremwetterereignissen sowie diverser Klimaparameter (darunter temperatur- und niederschlagsbasierte, aber auch weitere Parameter) für Deutschland bis zum Jahr 2100 analysiert und in Klimarisikokarten ausgewiesen. Im Anschluss an eine Regionalisierung werden mithilfe einer Clusteranalyse repräsentative Verteilnetzgebiete für die anschließenden Untersuchungen ausgewählt. Hierfür werden in einem ersten Schritt geeignete Methoden entwickelt, die eine Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Planung und den Betrieb von Verteilnetzen ermöglichen. Die entwickelten Methoden sollen es darüber hinaus ermöglichen, den Nutzen ebenfalls entwickelter Handlungsoptionen zu analysieren, die als potentielle Gegenmaßnahmen zu den durch die Folgen des Klimawandels steigenden Anforderungen an die Verteilnetzbewirtschaftung zum Einsatz kommen können. Im weiteren Verlauf werden die Auswirkungen des Klimawandels auf die ausgewählten Verteilnetzgebiete mithilfe der erarbeiteten Methoden sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht bewertet. Dies stellt die Grundlage für eine umfassende Risikoanalyse der untersuchten Gebiete dar. Ziel der Risikoanalyse ist die Weiterentwicklung der erstellten Klimarisikokarten hin zu Netzrisikokarten, die risikobehaftete Versorgungsstrukturen und Komponenten in den betrachteten Verteilnetzgebieten kennzeichnen. Somit können durch Unwetter verursachte lokale Gefahren für Betriebsmittel wie Kabel, Transformatoren oder Hausanschlüsse ausgemacht werden. Ziel der Untersuchungen ist es, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Netzbewirtschaftung zu benennen, die technisch-wirtschaftlich optimalen Gegenmaßnahmen zu identifizieren, Hürden bei der Umsetzung herauszustellen sowie in den Netzrisikokarten zu markieren, in welchen Risikogebieten die Umsetzung welcher Handlungsoptionen sinnvoll ist.

Ressortforschungsplan 2024, Bundesweite Regionalisierung der Nitratbelastung des Grundwassers mithilfe innovativer Methoden der Geostatistik und KI als wissenschaftliche Grundlage für fachliche Vollzugsaufgaben im Grundwasserschutz

Das Umweltbundesamt hat im Rahmen eines Sachverständigengutachtens in 2023 die bisher von den Ländern eingesetzten Regionalisierungsverfahren zur Ausweisung nitratbelasteter Gebiete nach der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zur Ausweisung von mit Nitrat belasteten und eutrophierten Gebieten (AVV Gebietsausweisung - AVV GeA) untersuchen und evaluieren lassen. Im Ergebnis wird deutlich, dass die bisher eingesetzten Verfahren (z.B. Voronoi, IDW), aber auch alternative Ansätze wie Random Forest, für die Ausweisung der Gebiete nur eingeschränkt bzw. gar nicht geeignet sind. Weiterhin wird deutlich, dass nahezu alle bisher eingesetzten Regionalisierungsverfahren die Nitratbelastung tendenziell unterschätzen. Die AVV GeA verlangt von den Bundesländern bis 2028 die Etablierung eines geostatistischen Verfahrens zur Regionalisierung im Rahmen der Gebietsausweisung. Stand jetzt wendet nur Thüringen ein solches Verfahren an, welches aber laut dem Gutachten fachlich nicht mehr dem Stand der Technik entspricht. Im Rahmen des angestrebten Vorhabens soll nun das im Gutachten vorgeschlagene geostatistische Verfahren des Indikator-Krigings konkretisiert und für verschiedene Anwendungsfälle weiterentwickelt werden. Zum einen soll auf Basis des vorgeschlagenen Ansatzes eine deutschlandweite Kulisse der mit Nitrat belasteten Gebiete berechnet und anhand von Realdaten validiert werden. Im Ergebnis ist eine Handlungsanleitung zur Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens zu erarbeiten. Dies dient der Harmonisierung und der Sicherstellung des gegenüber der EU-KOM zugesagten bundesweit einheitlichen Vorgehens zur Ausweisung belasteter Gebiete. Zum anderen soll mit dem Ansatz eine deutschlandweite Karte der Nitratkonzentration des Grundwassers modelliert und mit bestehenden Ansätzen (Random-Forest, AGRUM-DE) verglichen werden. Zusätzlich soll mit der Methode ein Verfahren zur fachlich fundierten Selektion von Standorten für Nitratmessstellen erarbeitet werden.

Regionalisierte Abflusskennwerte Schleswig-Holstein

Die regionalisierten Abflusskennwerte (Reg2022) beschreiben die mit Hilfe statistischer Verfahren landesweit regionalisierten Abflusskennwerte MNQ, ZQ (Median/Zentralwert), MQ, Q330, MHQ und die HQ-Quantile für Schleswig-Holstein. Die Daten wurden auf der Grundlage landesweit verfügbarer Geomerkmale und den Daten der vorhandenen Abflusspegel regionalisiert. Bitte beachten Sie die Nutzungshinweise und fachlichen Hintergründe unter: https://ddatabox.dataport.de/public/download-shares/eGAH8hFFBNbIpVFSRPuCFFryqtk70rL3

Teilprojekt 4, Teilprojekt 3

Regionalisierung des Stickstoffüberschusses Baden-Württemberg

Der Stickstoffüberschuss der Landwirtschaft ist ein Kernindikator für die Stickstoffstrategie Baden-Württemberg. Ziel des Vorhabens ist, die besten verfügbaren bundes- und landesweiten Agrardaten zu den Stickstoffflüssen in der Landwirtschaft auszuwerten und den Stickstoffüberschuss zu berechnen. Das Vorhaben zielt zunächst darauf, die Gemeinden mit sehr hohen Stickstoffbilanzüberschüssen zu lokalisieren. Bilanzen für die Düngeberatung unterscheiden wegen der in der Agrarwirtschaft praktizierten 'Verlustabzüge' erheblich von Bilanzen für Fragen des Umwelt- und Naturschutzes. Klärend orientiert sich daher das Vorhaben an der vom BUND-LÄNDER-FACHGESPRÄCH STICKSTOFFBILANZ vorgelegten Typisierung. Die Stoffflüsse der ersten Hoftorbilanz auf Gemeindeebene in Baden-Württemberg müssen vor der Festsetzung der Kritischen Überschüsse (Critical Surplus) evaluiert und überprüft werden.

Zur Bildung von Paläodünen auf Lanzarote- Chronostratigraphische Einordnung im regionalen Kontext

Ziel des beantragten Projekts ist die stratigraphische Erfassung und chronologische Einordnung von zwei Dünenlandschaften auf Lanzarote. Diese sollen in einen regionalen, auf die östlichen Kanareninseln bezogenen Kontext gestellt werden. Es ist davon auszugehen, dass die Dünengenese in Nordfuerteventura, die in einem DFG-Projekt detailliert bearbeitet wurde, mit der auf Lanzarote eng gekoppelt ist. Konkret sind folgende Teilziele zu erreichen:1. Stratigraphische Justierung der Lagen in der Düne Mala. Hier bedarf es einer Überarbeitung2. Erarbeitung einer robusten Chronostratigraphie für die Dünenlandschaft 'El Jable'3. Differenzierungen zwischen roten Schlufflagen aus Saharastaub und in-situ Böden.4. Resultate der Untersuchungen auf Lanzarote werden in einen größeren Kontext gestellt.

Entwaldung und Aufforstung in Neuseeland - Räumliche Entwicklung und Steuerungsfaktoren

Ausgehend von der seit der Mitte der 1980er Jahre zu beobachtenden rapiden Ausweitung der kommerziellen, weltmarktorientierten Aufforstungen in Neuseeland untersucht die Arbeit deren räumliche Differenzierung auf nationaler Ebene, ihre Träger und ihre gesellschaftlichen und wirtschaftspolitischen Hintergründe, die unmittelbar und vordergründig mit der ab 1984 stattfindenden Deregulierung bzw. Liberalisierung der neuseeländischen Volkswirtschaft zusammenhängen. Besonderes Augenmerk wird dabei dem Spannungsfeld 'Globalisierung - Regionalisierung' gewidmet: Der neuseeländische Forstsektor unterliegt einerseits den globalisierenden Einflüssen pazifischer Wirtschaftsverflechtungen, andererseits zeigt er in vielen Facetten spezifische Ausprügungen, deren Ursachen in nationalen und sogar regionalen Eigenheiten wurzeln. Die Arbeit kann nachweisen, dass die historischen Ansätze dieser jüngsten Phase der wald- bzw. forstwirtschaftlichen Entwicklung Neuseelands tief in den kolonialzeitlichen Strukturen und Mentalitäten des 19. Jahrhunderts verankert sind, so dass man geradezu von einer kulturgenetischen Bedingtheit des neuseeländischen Forstsektors und seiner räumlichen Ausprägungen sprechen kann. Der Nachweis solcher Verflechtungen mit anthropogenen, aber auch mit physischen Strukturen und Rahmenbedingungen i.w.S. lässt es als gerechtfertigt erscheinen, die anthropogeographische Teildisziplin der 'Geographie der Wald- und Forstwirtschaft' durch einen integrativer vorgehenden methodischen Ansatz zu ersetzen, der unter der Bezeichnung 'Hylogeographie' der Komplexität wald- und forstwirtschaftsräumlicher Strukturen und Entwicklungen angemessener Rechnung trägt.

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