TERENO Eifel-Rur Observatory. TERENO (TERrestrial ENvironmental Observatories) spans an Earth observation network across Germany that extends from the North German lowlands to the Bavarian Alps. This unique large-scale project aims to catalogue the longterm ecological, social and economic impact of global change at regional level. The central monitoring site of the TERENO Eifel/Lower Rhine Valley Observatory is the catchment area of the River Rur. It covers a total area of 2354 km² and exhibits a distinct land use gradient: The lowland region in the northern part is characterised by urbanisation and intensive agriculture whereas the low mountain range in the southern part is sparsely populated and includes several drinking water reservoirs. Furthermore, the Eifel National Park is situated in the southern part of the Rur catchment serving as a reference site. Intensive test sites are placed along a transect across the Rur catchments in representative land cover, soil, and geologic settings. The Rollesbroich site is located in the low mountain range “Eifel” near the German-Belgium border and covers the area of the small Kieselbach catchment (40 ha) with altitudes ranging from 474 to 518 m.a.s.l.. The climate is temperate maritime with a mean annual air temperature and precipitation of 7.7 °C and 1033 mm, respectively, for the period from 1981 to 2001. The study site is highly instrumented. All components of the water balance (e.g. precipitation, evapotranspiration, runoff, soil water content) are continuously monitored using state-of-the-art instrumentation, including weighable lysimeters, runoff gauges, cosmic-ray soil moisture sensors, a wireless sensor network that monitors soil temperature, and soil moisture at 189 locations in different depths (5, 20 and 50 cm) throughout the study site. Periodically also different chamber measurements were made to access soil or plant gas exchange. Soil water content was determined using the wireless sensor network SoilNet (Bogena et al., 2010) in 15 minute intervals at 87 locations within the southern part of catchment. The SPADE soil water content sensors (Hübner et al., 2009; Qu et al., 2013) were installed at 5 cm, 20 cm and 50 cm depth along a vertical profile. In order to increase the measurement volume and to allow examination of inconsistencies in sensor output (e.g. due to imperfect contact of sensors with the soil matrix), two sensors were installed in parallel at each depth with a distance of ~8 cm. Soil water content measurements outside the physical plausibility range (0.05 to 0.85 cm3cm-3) caused by temporary sensor failure or reduced current supply were identified and flagged. The same was done for soil temperature (-5 and 30 °C). Unreliable measurements were identified and flagged based on the continuity of the time series data. For this, the first derivative of the soil water content time series was used. If the increase in soil water content at a particular time step was larger than two times the standard deviations of the soil water content measurements in the preceding 24 hours, the soil water content measurement was identified and flagged as an unreliable measurement. All the data from the wireless sensor network were visualized to identify the performance of this automatic flagging method. Literature Bogena, H.R., M. Herbst, J.A. Huisman, U. Rosenbaum, A. Weuthen and H. Vereecken (2010): Potential of wireless sensor networks for measuring soil water content variability. Vadose Zone J., 9 (4): 1002-1013, doi:10.2136/vzj2009.0173. Hübner, C., Cardell-Oliver, R., Becker, R., Spohrer, K., Jotter, K., and Wagenknecht, T., 2009, Wireless soil moisture sensor networks for environmental monitoring and vineyard irrigation: Helsinki University of Technology, no. 1, p. 408-415. Qu, W., Bogena, H. R., Huisman, J. A., and Vereecken, H., 2013, Calibration of a novel low-cost soil water content sensor based on a ring oscillator: Vadose Zone Journal, v. 12, no. 2., doi: 10.2136/vzj2012.0139.
Die orts- und naturnahe Versickerung von Regenwasser ist einer kanalgestützten Regenentwässerung aus rechtlichen, wasserwirtschaftlichen, ökologischen sowie ökonomischen Gründen prinzipiell vorzuziehen (Drucksache des Abgeordnetenhauses 18/0212 und 18/0447). Versickerung stellt die technische Einbringung von Niederschlagswasser durch entsprechende Anlagen in den Untergrund dar. Die Möglichkeit der Versickerung von Niederschlagswasser direkt vor Ort wird maßgeblich durch die geologischen und hydrogeologischen Gegebenheiten, wie Aufbau des Untergrundes, Wasserdurchlässigkeit und die Grundwasserverhältnisse bestimmt. Bei der Planung von Versickerungsanlage sind neben den Eigenschaften des Untergrundes als weitere Einflussfaktoren mögliche Bodenverunreinigungen oder Altlasten, die Eigenschaft angeschlossener Flächen, die Verfügbarkeit von Flächen sowie wasserbehördliche und rechtliche Vorgaben zu berücksichtigen. Für die Planung von Versickerungsanlagen sind somit möglichst genaue Kenntnisse der örtlichen geologischen und hydrogeologischen Gegebenheiten und der Wasserdurchlässigkeit des Sickerraumes erforderlich. Die Wasserdurchlässigkeit ist die Eigenschaft des Untergrundes, Wasser in seinem Porenraum zu leiten, welche in erster Linie von der Korngrößenverteilung der Lockersedimente, dem Gefüge und damit vom effektiven Porenvolumen des Untergrundes abhängt. Lockersedimente mit hohen Sandgehalten haben eine wesentlich höhere Durchlässigkeit als tonige, schluffige Sedimente, beispielsweise aus Geschiebemergel. Zur Charakterisierung der Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes wird als Bodenkenngröße die gesättigte hydraulische Leitfähigkeit verwendet (k f -Wert, Durchlässigkeitsbeiwert). Die hydraulischen Anforderungen von Versickerungsanlagen an den Untergrund liegen z.B. nach DWA-Regelwerk A-138 zwischen k f = 1*10 -3 m/s und k f = 1*10 -6 m/s. Je nach Ausgestaltung der Versickerungsanlage sind unterschiedliche Mächtigkeiten des Untergrundes bei der Bemessung der Anlagen relevant. Bei Flächenversickerung ist die Eigenschaft des Oberbodens (0,3 bis 0,5 m unter Geländeoberkante (GOK)) maßgeblich. Für Mulden oder auch Tiefbeete liegt der für die Bemessung relevante Horizont zwischen 0,6 m und 1,0 m unter GOK. Deutlich größere Tiefen (1,0 m bis 2,5 m oder tiefer) sind für die Bemessung von Mulden-Rigolen-Systeme zu betrachten. Direkte Messungen der Wasserdurchlässigkeit bzw. gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit sind aufwändig und liegen für Berlin nur vereinzelt vor. Häufig wird die Wasserdurchlässigkeit aus der Bodenart und der Lagerungsdichte ermittelt. Die für die Beurteilung der Wasserdurchlässigkeit des Bodens wichtigen Bodenkenndaten sind in Berlin nicht flächenhaft verfügbar bzw. liegen nur teilweise als Konzeptkarte vor. Zu berücksichtigen ist weiterhin, dass für Versickerungsanlagen auch tiefere, in Bodenkarten nicht enthaltene Schichten relevant sind. Die Ingenieurgeologische Karte Berlins 1 : 5.000 (SenStadtWohn 2017a) stellt den geologischen Aufbau der Lockergesteine in der Regel bis 10 m Tiefe dar, jedoch sind Oberboden sowie Aufschüttungen von weniger als 5 m Mächtigkeit nicht in der Darstellung enthalten. Als Ergänzung der Ingenieurgeologischen Karte, die aktuell nur etwa die Hälfte der Landesfläche abdeckt, wurde in den 1990er Jahren für ausgewählte, sehr wenige Blattschnitte eine Karte der Versickerungsfähigkeit oberflächig anstehender Lockergesteine erstellt (SenStadt 1990). Für Berlin sind ca. 160.000 Bohrungen in der geologischen Landesdatenbank archiviert, Sie enthalten Informationen über den geologischen Aufbau des Untergrundes wie Stratigrafie (zeitliche Abfolge), Petrografie (Gesteinszusammensetzung) und Genese (Entstehung) sowie z. T. auch bodenphysikalische Kennwerte. Die gewählte Methode basiert auf der Vorgehensweise zur Ableitung der Versickerungspotentialkarte für die Hansestadt Hamburg (Stadt Hamburg 2018), die auf die Berliner Verhältnisse angepasst wurde. Für die Ableitung und Darstellung der Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes wurden die vorhandenen Bohrungen ausgewertet. Hierzu wurden die einzelnen Gesteinsschichten und Petrographien zu Gesteinsklassen klassifiziert bzw. reduziert, wobei zwischen „starker bis mittlerer" und „mittlerer bis geringer" Wasserdurchlässigkeit unterschieden wird. Die räumliche Darstellung der Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes erfolgt in einer Karte, die die Mächtigkeit der obersten stark bis mittel wasserdurchlässigen Schicht von der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 5,0 m unter GOK zeigt (vgl. Karte 02.22.1). Eine weitere Karte zeigt die Mächtigkeit der stark bis mittel wasserdurchlässigen Schicht zwischen einer Tiefe von 1,0 bis 5,0 m unter GOK, da für die Bemessung von Versickerungsanlagen (Mulden-Rigolen-Systeme) teilweise nur dieser Bereich relevant ist (vgl. Karte 02.22.2). Die Karte über die Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes stellt in erster Linie eine Übersicht zur planerischen Umsetzung und Durchführbarkeit möglicher Maßnahmen zu dezentralen Versickerung von Niederschlagswasser dar. Sie soll zum einen als ein strategisches Instrument zur Steuerung stadtweiter Prozesse genutzt werden. Zum anderen kann sie dem „Anwender" — Sachbearbeiter, Planer und Bauherren — als eine Informationshilfe dienen und Hinweise für Maßnahmen zur Versickerung anbieten. Die Karte über die Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes entbindet nicht von der Pflicht für einzelne Projekte die hydraulischen Standortvoraussetzungen für Versickerungsanlagen durch Sondierung oder Bohrungen vor Ort nachzuweisen.
Das Projekt "Sub project: Dynamic Capillary Fringe: Flow and Transport Processes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. A dynamic capillary fringe (CF) poses a number of fundamental problems that originate in the transition from a continuous to a discontinuous and finally to a missing air phase. This apparently affects transport in the gas phase but also the very formulation of water flow which becomes strongly coupled with the air flow. In this sub-project, we want to (i) investigate the dynamics of the CF under transient forcing and assess the extent to which it may be represented by effective continuum properties, (ii) determine the formation and dissolution of a residual gas phase under transient forcing, and (iii) study dispersion phenomena in the water phase of the vadose zone, of the CF, and of the groundwater and in particular explore effective formulations for the three zones. The experiments will be run in Hele-Shaw cells and observed through light transmission, near-infrared imaging spectroscopy, and small tensiometer arrays. Full three-dimensional studies will be conducted in the central experimental facility of SP Z. In the second phase, transport of particulate matter will be studied as well as the impact of biofilms on flow and transport.
Das Projekt "Entwicklung eines Simulationstools zur Prognose der Ausbreitung und des Abbaus von Schadstoffen in der gesättigten und der vadosen Zone" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Recycling durchgeführt. Ziel ist dabei unter anderem, eine Datenbasis für die Modellierung des Schadstoffabbaus und der Schadstoffausbreitung zu schaffen, die in ein sechstes Teilprojekt einfließt. Dieses wird von Mitarbeitern der Professoren Knabner und Rüde bearbeitet und befasst sich standortübergreifend mit der mathematischen Modellierung von Transport-, Rückhalte- und Abbauprozessen mittels moderner und effizienter Verfahren. Für die numerische Simulation wird ein Prognoseinstrument entwickelt, das belastbare Risikoeinschätzungen liefern soll. Aufgrund der anspruchsvollen Struktur der Probleme - Systeme von gekoppelten, nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen - werden auch Techniken der Höchstleistungssimulation eingebracht. An jedem untersuchten Standort soll das Verständnis der im Untergrund ablaufenden Prozesse so vertieft werden, dass nicht nur der momentane Zustand beschrieben werden kann, sondern auch langfristige Prognosen möglich sind. Angesichts von rund 13300 altlastverdächtigen Flächen in Bayern ist es von großer volkswirtschaftlicher Bedeutung, neben der Entwicklung von kostengünstigen und praxisorientierten Technologien zur Altlastensanierung die natürlichen Selbstreinigungskräfte der Umwelt zu nutzen. Um angemessen handeln zu können, brauchen Behörden und andere Entscheidungsträger eine zuverlässige Antwort auf die Frage: Wie groß ist das natürliche Potenzial eines Altlastenstandortes, sich selbst zu reinigen?
Das Projekt "Teilprojekt: Geochemische Modellierung der in den Teilprojekten A und B untersuchten Systeme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik, Abteilung Terrestrische Umweltphysik durchgeführt. Für die Langzeitprognose möglicher Entwicklungen eines Endlagersystems für radioaktive Abfälle müssen für eine etwaige Freisetzung von langlebigen Radionukliden die Prozesse bekannt sein, die beim Transport über den Wasserpfad und den Boden bis in Nutzpflanzen und damit in die Nahrungskette des Menschen eine Rolle spielen. Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens TRAVARIS ist es, die Ergebnisse der Forschung zum Transport und Transfer von Radionukliden im System Boden-Pflanze unter dem Aspekt der Anreicherungs- und Re- Mobilisierungsprozesse auf der Mikroebene in die praktische Anwendung in makroskaligen radioökologischen Modellen der Biosphäre zu überführen. Insbesondere ist bei Kenntnis der relevanten biogeochemischen Vorgänge eine Berechnung der Pflanzenverfügbarkeit in der Wurzelzone möglich, auch die Auswirkungen mikrobieller Aktivität können erfasst werden, wenn die entsprechenden thermodynamischen Daten vorhanden sind. Durch die Möglichkeit der gleichzeitigen Berechnung von Nuklidspeziation (und damit des pflanzenverfügbaren Anteils) und -partitionierung kann dies dazu beitragen, den Transfer von Radionukliden aus dem Boden in die Pflanze besser zu verstehen und unter Reduktion der Unsicherheiten abzuschätzen. Somit gliedert sich das Verbundvorhaben in die Fördermaßnahme des BMBF 'FORKA - Forschung für den Rückbau Kerntechnischer Anlagen' ein, die den '(…) Schutz von Mensch und Umwelt im kerntechnischen Rückbau und in der Entsorgung der anfallenden radioaktiven Abfälle weiter (verbessern) sowie die Effizienz der eingesetzten Verfahren und Methoden (…)' erhöhen soll. Dabei liegt ein zentraler Fokus der Förderziele und der geplanten Arbeiten des Verbundes im Bereich des Umwelt- und Strahlenschutzes.
Das Projekt "Teilprojekt: Einfluss der Bodenmikrobiologie auf den RN-Transfer und Verifizierung von Aufnahmemechanismen für RN in Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Für die Langzeitprognose möglicher Entwicklungen eines Endlagersystems für radioaktive Abfälle müssen für eine etwaige Freisetzung von langlebigen Radionukliden die Prozesse bekannt sein, die beim Transport über den Wasserpfad und den Boden bis in Nutzpflanzen und damit in die Nahrungskette des Menschen eine Rolle spielen. Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens TRAVARIS ist es, die Ergebnisse der Forschung zum Transport und Transfer von Radionukliden im System Boden-Pflanze unter dem Aspekt der Anreicherungs- und Re- Mobilisierungsprozesse auf der Mikroebene in die praktische Anwendung in makroskaligen radioökologischen Modellen der Biosphäre zu überführen. Insbesondere ist bei Kenntnis der relevanten biogeochemischen Vorgänge eine Berechnung der Pflanzenverfügbarkeit in der Wurzelzone möglich, auch die Auswirkungen mikrobieller Aktivität können erfasst werden, wenn die entsprechenden thermodynamischen Daten vorhanden sind. Durch die Möglichkeit der gleichzeitigen Berechnung von Nuklidspeziation (und damit des pflanzenverfügbaren Anteils) und -partitionierung kann dies dazu beitragen, den Transfer von Radionukliden aus dem Boden in die Pflanze besser zu verstehen und unter Reduktion der Unsicherheiten abzuschätzen. Somit gliedert sich das Verbundvorhaben in die Fördermaßnahme des BMBF 'FORKA - Forschung für den Rückbau Kerntechnischer Anlagen' ein, die den '(…) Schutz von Mensch und Umwelt im kerntechnischen Rückbau und in der Entsorgung der anfallenden radioaktiven Abfälle weiter (verbessern) sowie die Effizienz der eingesetzten Verfahren und Methoden (…)' erhöhen soll. Dabei liegt ein zentraler Fokus der Förderziele und der geplanten Arbeiten des Verbundes im Bereich des Umwelt- und Strahlenschutzes.
Das Projekt "Kritische Parameter fuer die Mobilitaet und das Schicksal von Pestiziden in Boden-/Grundwasserleitersystemen: eine experimentelle und Modellstudie auf der Grundlage einer kohaerenten Interpretation von Transportparametern und physikalisch-chemischen Eigenschaften, gemessen an Mult" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. The project consists of experimental research and modelling at process and system level. 1) Process level: Experimental studies in saturated and unsaturated small columns will concentrate on the reactivity of the solid/solution phase. Dissolved pollutant concentration, dissolved organic compounds, pH and flow rate are variables in these experiments which will be completed by standard batch experiments. The K-0-h relationship, the local dispersivity and the transport volume will be measured in the vadose zone and the transport of 14C labelled pesticide will be compared to chloride and D2O transport in lysimeters. 2) System level: These studies, using a suitable pesticide tracer, will concentrate on a 1 ha field site near KFA Juelich to be equipped with 25 Multi Level Samplers in the unconfined aquifer down to 15-20 m depth. They will be complemented by short-term tracer experiments in the vadose zone using chloride/bromide and a pesticide. 3) Modelling: Modelling at process level will concentrate on the physico-chemical processes determining the mobility and transformation of compounds. At system level, modelling will encompass all aspects, from the scaling up of critical parameters determined at process level to the development of a geographic information system necessary for the use of distributed, stochastic-mechanistic models at the field and regional scale.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 23 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 23 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 25 |
| unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 24 |
| Englisch | 11 |
| unbekannt | 3 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Keine | 20 |
| Webseite | 8 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 27 |
| Lebewesen & Lebensräume | 25 |
| Luft | 17 |
| Mensch & Umwelt | 28 |
| Wasser | 20 |
| Weitere | 28 |