Das Projekt C04 zielt darauf ab, ein Schneedaten-Assimilationsschema für das vollständig gekoppelte Erdsystemmodell zu entwickeln und zu implementieren, das Schnee-Beobachtungen optimal mit Modellsimulationen zusammenführt, um die kontinentalskaligen Schneeschätzungen zu verbessern. Außerdem werden wir die Auswirkungen der verbesserten Schneeschätzungen auf die hydrologischen Prozesse, als auch auf die Atmosphäre, durch den Schnee-Albedo-Effekt und die Bodenfeuchte-Niederschlags-Rückkopplungen untersuchen. Dieses Projekt trägt zur Entwicklung von Assimilationsstrategien auf der Basis von Fernerkundungsdaten bei, um die Schneeschätzungen in vollständig gekoppelten Modellen zu verbessern.
Zielsetzung: Der Klimawandel stellt ländliche Gemeinden in Mittelgebirgen vor spezielle Herausforderungen bezüglich des Wasserressourcenmanagements. Die Ereignisse im Sommer 2021 haben gezeigt, dass auch der ländliche Raum nicht hinreichend auf Hochwasser- und Starkregenereignisse vorbereitet ist. Gleichzeitig haben die Dürrejahre 2018 und 2019 erhebliche Auswirkungen auf die Forst- und Landwirtschaft gehabt. Dies unterstreicht den dringenden Bedarf an Konzepten der Klimaanpassung, die eng mit der Landnutzung verknüpft sind. Die Gemeinde Odenthal im Dhünntal des Bergischen Landes war vom Starkregenereignis 2021 stark betroffen und konnte einschlägige Erfahrungen sammeln. Die geo-morphologischen Verhältnisse, insbesondere die Hanglage und Bodenqualität, beeinflussen die Wasserrückhaltung erheblich und sorgen für eine geringe Versickerungsfähigkeit, wodurch Niederschlagswasser aufgrund der geringen Untergrunddurchlässigkeit größtenteils oberirdisch abfließt. Gleichzeitig führt der hohe Nutzungsdruck auf die wenigen verfügbaren ebenen Flächen - oft in Auengebieten - zu Nutzungskonflikten zwischen verschiedenen Akteuren. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, müssen nachhaltige Strategien zur Wasserspeicherung und -bewirtschaftung der Flächen entwickelt und genutzt sowie Interessenkonflikte aufgelöst werden. Unter Einbeziehung der Bürger*innen und in Zusammenarbeit mit der Wissenschaft, vertreten durch die TH Köln, soll nun eine wasserkompetente und klimaangepasste Siedlungsentwicklung in einer Mittelgebirgsregion geschaffen werden. Ziel ist es, durch partizipative Ansätze die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit - Wirtschaft, Soziales und Ökologie - zu stärken und die Akzeptanz der entwickelten Maßnahmen zu sichern. Die Gemeinde Odenthal wird zur Modellgemeinde und zum Reallabor für den innovativen Projektansatz und spielt eine zentrale Rolle im Modellflussgebiet Dhünn des :aqualon e.V.. In enger Zusammenarbeit mit allen Akteur*innen werden Strategien und Maßnahmen entwickelt, die den gesamten Wasserkreislauf, die Risiken des Klimawandels und die Gewässerökologie berücksichtigen. Ziel ist es, neue Wasser-Raum-Konzepte zu schaffen, die den Schutz der Gewässer fördern und die Klimaresilienz der Gemeinde stärken. Das Projekt schafft die Voraussetzungen für ein direkt anschließendes Umsetzungsprojekt, bei dem die gemeinsam entwickelten Lösungen von allen beteiligten Akteur*innen getragen und umgesetzt werden, um Odenthal als klimaresiliente Gemeinde zu etablieren.
Erfassung der Verteilungsmuster der Tritiumkonzentration in der Umwelt. Gewinnung von Messdaten ueber den Tritiumgehalt in den verschiedenen Medien des Wasserkreislaufes (Niederschläge, Luftfeuchte, Oberflächen-, Grund- und Trinkwasser, Pflanzenwasser). Studium der Zusammenhänge zwischen dem Tritiumangebot durch Freisetzung aus kerntechnischen Anlagen und dem Tritiumgehalt in den Umweltmedien.
Ziel ist es, die räumliche Verteilung und zeitliche Variabilität der Niederschlagsaktivität, der Niederschlagsmenge und der Verdunstung, des atmosphärischen Stoffeintrags, bedingt durch biogene und anthropogene Emissionen, der bestimmenden meteorologischen Parameter wie Wolkenbedeckungsgrad und -typ, Temperatur, Wind und turbulente Flüssein der planetaren Grenzschicht für zukünftige Zeiträume abzuschätzen, die durch den globalen Wandel und durch regionale Veränderungen bedingt sind. Die Ergebnisse dienen als Randbedingungen für hydrologische Modelluntersuchungen zum Wasserkreislauf und zur ökonomischen und ökologischen Bewertung der absehbaren oder angestrebten regionalen Entwicklung der Wasserbevorratung und -bewirtschaftung im mittleren Elbebereich. Die zu erwartenden Klimaänderungen sollen exemplarisch innerhalb der Zeiträume 2000 bis 2025 (Prognoseziel I) und 2026 bis 2050 (Prognoseziel II) beschrieben werden. Dabei soll in entsprechenden Szenarien der Strukturwandel im Elbe-, Havel-, Spree- und Unstrutraum berücksichtigt werden, der in dem gegebenen Zeitrahmen politisch, ökonomisch und ökologisch zu erwarten ist. Die absehbaren Veränderungen werden in kategorisierter Bodennutzung und in Schadstoffemissionskatastern festgehalten. Teilvorhaben: Bestimmung von Großwetterlagen und dynamischen Kenngrößen zur Klimacharakterisierung; Episodenrechnungen mit dem Lokalmodell des Deutschen Wetterdienstes; Synthese und Analyse von Wolkenarten, Niederschlag und Verdunstung aus Zeitreihen von Satellitenmessungen und konventionellen Beobachtungen; Nutzungszugang zu langjährigen Fernerkundungsdaten durch alle GLOWA-Projekte; Diagnose und Prognose der Deposition mit einem chemischen Transportmodell.
In Innenräumen findet sich eine Vielzahl von Chemikalien, die aus Gegenständen, Materialien oder durch menschliche Aktivitäten freigesetzt werden und ein Risiko für aquatische Ökosysteme darstellen können, falls entsprechende Chemikalien in den Wasserkreislauf gelangen. Wir stellen die Hypothese auf, dass aromatische Amine (AA), die aus Innenräumen emittiert werden, in Oberflächengewässer eingetragen werden und dort signifikant zur Belastung und der damit verbundenen Mutagenität beitragen. Gewaschene Textilien, die durch Emissionsquellen in Innenräumen mit AA kontaminiert sind, wirken als Überträger dieser Substanzen in Abwässer. Die Berücksichtigung dieses Übertragungsweges kann uns helfen, das Auftreten von AA ohne klare Emissionsquellen in Oberflächengewässern besser zu verstehen. In vielen Studien wird berichtet, dass AAs, welche in Innenräumen beispielweise durch Rauchen und Grillen von Fleisch entstehen, die Hauptursache für Mutagenität in Oberflächengewässern und häuslichen Abwässern sind. Sie können durch gasförmige und Partikeldepostion auf Textilien adsorbiert werden. Daher wollen wir den Übertragungsweg von AA aus Innenräumen in Oberflächengewässer im Hinblick auf die folgenden vier Aspekte untersuchen: (i) Stoffgruppen-spezifisches Non-target-Screening zum Nachweis der gesamten Verbindungsklasse in allen Matrizes entlang des dargestellten Expositionspfades, d.h. in Extrakten von Textilien, Staub, Waschwasser, Abwasser und Oberflächenwasser; (ii) Instrumente zum Monitoring aromatischer Amine aus Abwässern und Oberflächengewässern mittels selektiver Anreicherung, um ihren Verbleib in Kläranlagen und das damit verbundene Risiko für Wasserorganismen zu entschlüsseln; (iii) Charakterisierung der Aufnahme AA durch Textilien durch gasförmige und Partikeldeposition und ihre Verteilung in Innenräumen durch Expositionsexperimente im Labor und realen Innenräumen und (iv) Anwendung aller entwickelten Instrumente und Methoden in Kombination mit diagnostischen Mutagenitätstests zur Aufklärung der angenommenen Emissionswege. Hierbei werden Textilbelastung in Innenräumen mit verschiedenen AA-Quellen berücksichtigt, Waschexperimente durchgeführt und Proben aus Kläranlagen und Abwasserauffangbecken entnommen, um die quellenbezogenen Muster und die wichtigsten AA zu identifizieren, die die beobachtete mutagene Aktivität verursachen. Mit diesem Ansatz wollen wir die Kenntnislücke zwischen Innenraumexpsosition und der Umweltexposition schließen. In diesem Projekt wird das Fachwissen eines deutschen und eines tschechischen Forschungsinstituts kombiniert. Es umfasst das Target-, Suspect- und Non-target-Screening nach organischen Schadstoffen in komplexen Umweltmischungen, die Detektion von Mutagenität und den zugrundeliegenden Chemikalien in Oberflächenwasser mit wirkungsorientierter Analytik und passiver Probenahme in verschiedenen Umweltmatrizes, sowie die Berücksichtigung von Verteilungsmechanismen von Verbindungen in Innenräumen.
Zielsetzung: Die Textilindustrie gilt als eine der umwelt- und klimaschädlichsten Branchen weltweit. Durch ihre Vielstufigkeit und Vielfältigkeit fallen in verschiedenen Schritten Umweltprobleme an. Im Naturfaseranbau kommen Pestizide zum Einsatz und der Wasserverbrauch ist enorm. Aus den Färbereien und den Ausrüstungsbetrieben gelangen umweltschädliche Chemikalien in die Wasserkreisläufe. Weltumspannende Lieferketten führen durch den Warentransport zu immensen Emissionen klimaschädlicher Gase. In der Wäsche löst sich Mikroplastik ab. Und bei vielen Textilabfällen sind Naturfasern und Chemiefasern gemischt, sodass ein sortenreines Recycling ohne Wertverlust nahezu unmöglich ist. Gleichzeitig steigen die Mengen an Alttextilien aus den Privathaushalten von Jahr zu Jahr an. Für viele dieser Herausforderungen gibt es bereits erste Lösungsansätze. Die Wahl von Naturfasern mit geringem Wasserbedarf aus biologischem Anbau verringert die Umweltbelastung im Anbau. Der Verzicht auf Farben oder die Umstellung auf umweltfreundliche Färbeprozesse schonen die Gewässer. Werden Lieferketten wieder regional organisiert, können Emissionen vermieden werden. Spezielle Waschbeutel fangen Mikroplastik auf. Designansätze wie Cradle To Cradle, die auf Mono-Materialien und Kreislauffähigkeit setzen, erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Gleichzeitig werden für immer mehr Faserarten Recyclingverfahren entwickelt. Und auch bei den Verbraucher:innen macht sich ein Bewusstseinswandel bemerkbar, der durch Leih-, Reparier- und Tauschmodelle gefördert wird. Diese Lösungen können nur dann zu einer Verminderung der Umweltprobleme beitragen, wenn sie vernetzt gedacht und weltweit angewendet werden. Eine lokale Naturfaserproduktion ergibt nur Sinn, wenn es auch die entsprechenden Abnehmer:innen gibt. Designer:innen können nur dann kreislauffähige Produkte entwickeln, wenn es entsprechende Verfahren gibt. Deswegen ist es wichtig, dass die einzelnen Akteur:innen entlang des Produktlebenszyklus miteinander ins Gespräch kommen. Die Lösung der Umweltprobleme verlangt dringend Änderungen im Verhalten. Grundlagen dafür sind das Infragestellen gängiger Praktiken, der Austausch über Lösungen und das Vernetzen derer, die etwas bewirken wollen und können. Fachwissen wird u. a. häufig durch die Lektüre (digtialer) Bücher generiert. Doch eine wesentliche Säule des Fachwissens steht in keinem Buch, sondern ist Erfahrungswissen der beteiligten Akteure, das häufig 'nur' in der 'eigenen Blase' weitergeben wird. Hier setzt das Vorhaben durch das neuartige Veranstaltungsformat der lebendigen Textilbibliothek 'LiveTexBibo' an. Verfügbares Erfahrungswissen wird am Beispiel der Textilbranche mit dem Ziel eine Verhaltensveränderung hin zu einer nachhaltigen Textilbranche motiviert; globale Herausforderungen wie z. B. der Biodiversitätsverlust und der Klimawandel werden bezogen auf die Branche thematisiert. Neben technologischen Lösungsansätzen geht es insbesondere auch um politische, soziale und ethische Fragen und um persönliche Lebens- und Arbeitsrealitäten von Textil-Akteuren, z. B. Unternehmen der Produktion, Logistik, Handel und Konsument*innen. Durch die Auseinandersetzung mit obigen Themen im Dialog mit Expert*innen sollen notwendige Veränderungen fachlich fundiert initiiert werden. Neue und zum Teil bereits erprobte Perspektiven und Einzelbeispiele werden durch Kenntnis dieses Spezial-Wissens greifbar und Dialoge zwischen Menschen, die sich sonst nie begegnet wären, werden ermöglicht.
Das Wasserspeichervermögen gilt als wichtiges Kriterium für die Beurteilung von Böden als Bestandteil des Wasserkreislaufes. Auf Basis des Bodenbewertungsinstrumentes Sachsen (2022) wurde Bodenkarte Dresden (2024) abgeleitet. Hauptparameter ist die nutzbare Feldkapazität des potenziellen Wurzelraumes (nFKWp) unter zusätzlicher Berücksichtigung der Hangneigung.
Die Sickerwasserrate ist ein Kennwert zur Bewertung des Bodens als Bestandteil des Wasserhaushaltes und beschreibt diejenige Wassermenge, die der Boden aufgrund seines beschränkten Wasserhaltevermögens nicht mehr halten kann und welche daher den Wurzelraum verlässt bzw. versickert (Grundwasserneubildung). Laterale Abflüsse (Drainage, Grabenentwässerung) werden an dieser Stelle nicht betrachtet. Sandige Böden können weniger Wasser halten als lehmige oder tonige Böden, so dass (unter sonst gleichen Bedingungen) die Sickerwasserrate unter sandigen Böden größer ist als unter lehmigen/tonigen Böden. In niederschlagsreichen Gebieten versickert mehr Wasser als in niederschlagsärmeren Gebieten. Mit der Sickerwasserrate wird eine natürliche Bodenfunktionen nach § 2 Abs. 2 BBodSchG bewertet und zwar nach Punkt 1.b) als Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen. Das hierfür gewählte Kriterium sind die allgemeinen Wasserhaushaltsverhältnisse mit dem Kennwert Sickerwasserrate. Die Karten liegen für die folgenden Maßstabsebenen vor: - 1 : 1.000 - 10.000 für hochaufgelöste oder parzellenscharfe Planung, - 1 : 10.001 - 35.000 für Planungen auf Gemeindeebene, - 1 : 35.001 - 100.000 für Planungen in größeren Regionen, - 1 : 100.001 - 350.000 für landesweit differenzierte Planung, - 1 : 350.001 - 1000.000 für landesweite bis bundesweite Planung. In dieser Darstellung wird die Sickerwasserrate regionalspezifisch klassifiziert. Unter dem Titel "Bodenbewertung - Sickerwasserrate (SWR), landesweit bewertet" gibt es noch eine Klassifikation der Sickerwasserrate, die die Sickerwasserrate über die Naturraumgrenzen hinweg landesweit einheitlich darstellt.
Untersuchungen zu Aspekten der mikrobiellen Ökologie einschließlich des Phyto- und Zooplanktons. Umsetzungen des organischen Kohlenstoffs und von Nährstoffen in der Wassersäule und den Sedimenten.
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|---|---|
| Bund | 1074 |
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