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Potenzielle und aktuelle Wasserkonflikte in grenzüberschreitenden Flussgebieten

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 2, April 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 2,
April 2004

Autorin/Autor:
Hans-Jürgen Liebscher

Schlagworte:
Wasserkonflikte, grenzüberschreitende Einzugsgebiete, Wasserdargebot

Zitierung:
LIEBSCHER, H-J. (2004): Potenzielle und aktuelle Wasserkonflikte in grenzüberschreitenden Flussgebieten. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48 (2), 71–79

In den letzten 100 Jahren haben sich die Weltbevölkerung verdreifacht, der weltweite Wasserbedarf versiebenfacht und die bewässerten landwirtschaftlich genutzten Flächen versechsfacht. Die Abbildung 1 zeigt den Zusammenhang zwischen der globalen Bevölkerungsentwicklung und der Zunahme bewässerter landwirtschaftlicher Flächen von 1940 bis 2000 mit Prognosen bis zum Jahr 2025. In Abbildung 2 ist die Zunahme der globalen Wasserentnahmen für die einzelnen Nutzungen (Sektoren) von 1900 bis 2000 dargestellt. Die Abbildung beinhaltet ebenfalls eine Extrapolation bis 2025 (Shiklomanov 2003). Eine modellgestützte Prognose der weltweiten Verbreitung bewässerter landwirtschaftlicher Flächen im Jahr 2025 geben Döll & Siebert (2002). Aus Abbildung 2 ist zu erkennen, dass die Landwirtschaft mit großem Abstand weltweit der größte Wasserverbraucher ist. Die globalen leicht nutzbaren Wasservorräte verringern sich durch die ständig zunehmende Wasserverschmutzung. Es ist absehbar, wann der Zeitpunkt erreicht wird, dass das weltweite nutzbare Wasserdargebot unter dem Bedarf liegt (Rodda 2002).

Anwendung eines Langfristbewirtschaftungsmodells für multikriterielle Bewertungsverfahren – Szenarien des globalen Wandels im bergbaugeprägten Spreegebiet

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 2, April 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 2,
April 2004

Autorin/Autor:
Michael Kaltofen, Hagen Koch, Michael Schramm, Uwe Grünewald und Stefan Kaden

Schlagworte:
Wasserverfügbarkeit, Wasserbewirtschaftung, Spree, Bewertung, globaler Wandel

Zitierung:
KALTHOFEN, M., H. KOCH, M. SCHRAMM, U. GRÜNEWALD & S. KADEN (2004): Anwendung eines Langfristbewirtschaftungsmodells für multikriterielle Bewertungsverfahren – Szenarien des globalen Wandels im bergbaugeprägten Spreegebiet. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48 (2), 60–70

Modelle für die Simulation der langfristigen Wasserbewirtschaftung werden zur Analyse von Wasserverfügbarkeitsproblemen in großen Flussgebieten angewendet. Sie werden deshalb auch in Untersuchungen zum globalen Wandel eingesetzt, wenn Wasserdargebot und -bedarf durch Klimaänderung und sozioökonomische Veränderungen beeinflusst werden (siehe GLOWA Elbe, www.glowa-elbe.de). Die ermittelten Effekte sollen durch multikriterielle Bewertungsverfahren mit vielfältigen Folgen des globalen Wandels in Gesellschaft, Wirtschaft und Natur verknüpft und so Risiken und Optionen zukünftiger Entwicklungen charakterisiert werden. Welche Antworten Langfristbewirtschaftungsmodelle auf darauf bezogene wasserwirtschaftliche Fragestellungen geben und wie sie mit ökonomischen Untersuchungen verknüpft werden können, wird am Beispiel des bereits heute durch außerordentliche Wasserverfügbarkeitsprobleme belasteten Spreegebietes gezeigt.

Auenschutz- und Auenentwicklungskonzept für das Saarland

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 1, Februar 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2004

Autorin/Autor:
Ulrich Honecker, Christof Kinsinger, Ernst Löffler und
Patrick Charrier

Schlagworte:
Auen, Auenentwicklung, Auenschutz, Saarland

Zitierung:
HONECKER, U., C. KINSINGER, E. LÖFFLER & P. CHARRIER (2004):
Auenschutz- und Auenentwicklungskonzept für das Saarland. –
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48 (1), 12–21

Natürliche Auen gehören zu den komplexesten Landschaftsräumen. Sie verbinden aquatische, amphibische und terrestrische Biotope in einem kleinräumigen Mosaik und unterliegen einem stetigen jahreszeitlichen Wandel. Dabei spielt die Verknüpfung von Gewässer und Überflutungsraum, das Gewässer-Aue-System eine Schlüsselrolle. Gleichzeitig bieten die ebenflächigen Talsohlen interessante Standorte für Siedlung, Gewerbe, Verkehr und Landwirtschaft. Deshalb verwundert es nicht, dass natürliche Auen selten geworden sind und sich die Frage nach dem Umgang mit diesen sensiblen Standorten stellt. Vor diesem Hintergrund wurde am Lehrstuhl für Physikalische Geographie an der Universität des Saarlandes eine landesweite Erfassung und -bewertung der Auen durchgeführt und davon abgeleitet Maßnahmen für ein Schutz- und Entwicklungskonzept entworfen.

Untersuchungen zu Wasserdargebot und Wasserverfügbarkeit im Ballungsraum Berlin im Rahmen des Verbundprojektes GLOWA Elbe

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 1, Februar 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2004

Autorin/Autor:
Walter Finke, Claudia Rachimow und Bernd Pfützner

Schlagworte:
Wasserdargebot, Wasserverfügbarkeit, GLOWA, Elbe, Wasserbewirtschaftung, globaler Wandel, Modellierung

Zitierung:
FINKE, W., C. RACHIMOW & B. PFÜTZNER (2004): Untersuchungen zu Wasserdargebot und Wasserverfügbarkeit im Ballungsraum Berlin im Rahmen des Verbundprojektes GLOWA Elbe. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48 (1), 3–11

Der sich gegenwärtig abzeichnende Globale Wandel in Klima und Gesellschaft bringt eine Verunsicherung auch für die Planungsbehörden des Wassersektors mit sich. Um der durch die EU-Wasserrahmenrichtlinie geforderten Nachhaltigkeit bei der Bewirtschaftung der Wasserressourcen gerecht zu werden, müssen mögliche zukünftige Entwicklungen sowohl des Wasserdargebots als auch des Wasserbedarfs berücksichtigt werden. Jedoch sind die Komponenten des Globalen Wandels wie Klimaveränderung, Bevölkerungsentwicklung, Liberalisierung der Märkte, speziell auch für Energie, Wasser und landwirtschaftliche Erzeugnisse, sowie die Auswirkungen der EU-Erweiterung und die Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie nicht exakt zu prognostizieren.

Zur Schaffung von wissenschaftlichen Grundlagen für zukünftige Planungen im Elbegebiet fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung das Verbundvorhaben „Auswirkungen des Globalen Wandels auf Umwelt und Gesellschaft im Elbe-Gebiet (GLOWA Elbe, Förderkennzeichen: 07 GWK 03)“. Basierend auf Szenarien für Klima und Gesellschaft einerseits und alternativen Handlungsstrategien andererseits werden Modellrechnungen durchgeführt, die es erlauben, die Auswirkungen auf Wasserdargebot, Wasserverfügbarkeit und Gewässergüte abzuschätzen.

Zur Entwicklung des AOX in Rhein und Mosel

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2003

Autorin/Autor:
Helge Bergmann, Gregor Braun und Vera Breitung

Schlagworte:
AOX, Rhein, Mosel, Frachten, Entwicklung der Konzentrationen

Im Rahmen von Forschungsvorhaben werden seit 1986 in der BfG regelmäßig Bestimmungen des AOX (Adsorbierbare Organische Halogenverbindungen) in Wasser- und Schwebstoffproben aus Rhein und Mosel durchgeführt. Nachfolgend wird die Entwicklung der AOX-Konzentrationen und -frachten in Rhein und Mosel im Verlauf der letzten zehn Jahre am Beispiel der Messstellen in Koblenz aufgezeigt.

Bestimmung der Überflutungsflächen infolge von Deichbrüchen mit GIS-basierten Werkzeugen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2003

Autorin/Autor:
Markus Disse und André Assmann

Schlagworte:
Überflutungsflächen, Deichbruch, GIS, Ausbreitung von Hochwasserwellen, Naturkatastrophen

Bei extremen Hochwasserereignissen sind Deichversagensfälle ein wichtiger Faktor für die Risikobetrachtung. Bei Eintreten solcher Katastrophen ist es für die Bevölkerung und Hilfsdienste von extremer Wichtigkeit, die Ausbreitung der Hochwasserwellen hinter einem Deichbruch abzuschätzen.

Im Rahmen des Forschungsprojektes „Deutsches Forschungsnetz Naturkatastrophen (DFNK)“ (http://dfnk.gfz-potsdam.de/) wurden unter anderem die Auswirkungen von Deichbrüchen auf den Wellenablauf und die betroffenen Überflutungsflächen bestimmt. In diesem Artikel werden die ArcViem-Erweiterung FloodArea zur einfachen und zuverlässigen Ermittlung der zeitlichen Ausbreitung der Überflutungsflächen vorgestellt und die Zuverlässigkeit des eingesetzten Modells anhand einer Vergleichsrechnung abgeschätzt.

Einflüsse auf die Güte des Grundwassers unter der West Bank

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2003

Autorin/Autor:
Daoud Qawasmeh und Rolf Mull

Schlagworte:
Grundwasser, West Bank, Grundwasserqualität, Stoffeinträge, Abwasser

Im Vertrag von Oslo 2 haben sich Israelis und Palästinenser über die Verteilung der Grundwassermenge auf der West Bank geeinigt. In der vorliegenden Untersuchung war das Augenmerk auf die Qualität dieser Grundwasservorkommen gerichtet. Die wichtigsten Wasserressourcen auf der West Bank für Israelis und Palästinenser werden durch Stoffeinträge gefährdet, die im Wesentlichen durch versickernde Abwässer aus Haushalt, Gewerbe und Industrie verursacht werden.

 

Karten für die Hochwasservorsorge und das Risikomanagement auf der lokalen Skala

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2003

Autorin/Autor:
Bruno Merz und Martin Gocht

Schlagworte:
Hochwasservorhersage, Risikomanagement, Hochwasser, Katastrophenmanagement, Hochwassergefahrenkarten

Karten hinterlassen einen direkteren und stärkeren Eindruck über die räumliche Verteilung einer Größe oder eines Prozesses als andere Darstellungsformen (verbale Aussagen, Diagramme). Sie sind deshalb auch zur Darstellung der lokalen Hochwassersituation ein wertvolles Mittel und sind in der Hochwasservorsorge und im Katastrophenmanagement vielseitig einsetzbar. In Deutschland existieren keine einheitlichen Bezeichnungen oder Konventionen zu Hochwasserkarten. Deshalb wird in diesem Beitrag ein Vorschlag zur systematischen Darstellung von Hochwassergefahren und -risiken entwickelt, der von Gefahrenkarten bis hin zu Schadenrisikokarten reicht.

Gekoppelte hochaufgelöste Meteorologie-Hydrologie-Simulationen für das alpine Einzugsgebiet der Mangfall

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 4,
August 2003

Autorin/Autor:
Harald Kunstmann und Christiane Stadler

Schlagworte:
Alpines Einzuggebiet, Mangfall, Hochwasservorhersage, Simulation, WASIM, MM5, Wasserhaushaltsmodell

Will man die Bedeutung des globalen Klimawandels für den Wasserhaushalt einzelner Einzugsgebiete abschätzen oder kurzfristige Hochwasservorhersagen für Quellgebiete verbessern, stößt man auf die grundlegende Frage, inwieweit die Qualität meteorologischer Modelle (bzw. regionaler Klimamodelle) ausreicht, um Niederschlagsabfluss- oder flächendifferenzierte Wasserhaushaltsmodelle antreiben zu können. Vor diesem Hintergrund führten wir hochaufgelöste gekoppelte Meteorologie-Hydrologie-Simulationen für das orographisch komplexe und alpine Einzugsgebiet der Mangfall (Bayern) durch. Für die Untersuchungen koppelten wir in einem 1-Wege Verfahren das mesoskalige meteorologische Modell MM5 (z.B. Grell et al. 1994) mit dem Wasserhaushaltsmodell WASIM (Schulla & Jasper 1999). Das Modell wurde mittels beobachteten meteorologischen Stationsdaten an 18 Pegeln geeicht. Es wird gezeigt, dass für das spezielle Einzugsgebiet in der untersuchten Periode 1997 bei hoher räumlicher Auflösung des meteorologischen Modells die beobachteten Abflüsse gut nachvollzogen werden können.

Auswirkungen der Oderwasserüberleitung auf die Wasserbewirtschaftung im Berliner Gewässersystem

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 4,
August 2003

Autorin/Autor:
Albrecht Müller, Gabi Steppuhn, Walther Finke und
Albrecht Haunschild

Schlagworte:
Oder, Oderüberleitung, Wasserbewirtschaftung, Berliner Gewässersystem, Schadstoffe, Schadstoffmischung, Remobilisierung

Ausgehend von den hydrologischen Bedingungen der Scheitelhaltung im Oder-Spree-Kanal und dem durch die Sanierung des Wasserhaushalts des Lausitzer Bergbaureviers im Spreeeinzugsgebiet verminderten Dargebotes werden Auswirkungen einer potenziellen Oderwasserüberleitung auf das Berliner Gewässersystem untersucht. Dazu werden für verschiedene Mischungsverhältnisse von Spree und Oder die Konzentrationen ausgewählter Schadstoffe auf der Grundlage eines Mischungsmodells abgeschätzt. Mögliche Auswirkungen auf die Wasserbeschaffenheit infolge Remobilisierung von Schadstoffen aus Feststoffen werden gesondert betrachtet.

Untersuchungen zum planktischen Nahrungsnetz in Rhein und Mosel mittels Videomikroskopie

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2003

Autorin/Autor:
Mario Prast, Hartmut Arndt und Andreas Schöl

Schlagworte:
Rhein, Mosel, Phytoplankton, Nahrungsnetze, Chlorophyll a, Zooplankton

Zur Beurteilung des Eutrophierungzustandes großer Flüsse ist die Untersuchung des Planktons im Laufe der letzten 20 Jahren zu einem festen Bestandteil der Gewässerüberwachung in Deutschland geworden. Dies trifft insbesondere auf die Erfassung der Algenbiomasse durch die Bestimmung des Chlorophyll a-Gehalts zu. In der neuen europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) hat das Phytoplankton als Bestandteil der biologischen Kompartimente eine noch höhere Bedeutung erlangt. Bisher existieren in Deutschland nur für einige große Flüsse, wie etwa Elbe, Rhein, Mosel und Saar intensivere Planktonmonitoringprogramme, die das Phytoplankton und zum Teil auch das Zooplankton qualitativ, d.h. in seiner Artenzusammensetzung, erfassen. Darüber hinaus sind zur Interpretation dieser Überwachungsdaten und für das weitere Verständnis der planktischen Lebensgemeinschaft in Flüssen detaillierte Untersuchungen erforderlich. Mittels moderner Methoden und neuer mikroskopischer Verfahren gelingt es heutzutage weitere wichtige Komponenten der planktischen Lebensgemeinschaft, etwa die heterotrophen Nanoflagellaten zu erfassen. Diese zu den Protozoen gehörende und ökologisch sehr vielfältige Organismengruppe ist der wichtigste Konsument von Bakterien und stellt deshalb im Nahrungsnetz eines Gewässers ein wesentliches Bindeglied zwischen Produzenten und höheren trophischen Ebenen dar.

Zum Einfluss der Datenverfügbarkeit und von extremen Ereignissen auf das Ergebnis hochwasserstatistischer Analysen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2003

Autorin/Autor:
Konrad Miegel und Uwe Büttner

Schlagworte:
Extremereignis, statistische Analyse, Datenverfügbarkeit, Hochwasserscheitel, historische Hochwasser, Mulde

Der Aufsatz stellt die Ergebnisse hochwasserstatistischer Analysen dar, die auf der Grundlage von Jahreshöchstdurchflüssen an langjährig beobachteten Pegeln im Einzugsgebiet der Mulden ermittelt worden sind. Das Hauptinteresse gilt dem Einfluss der Datenverfügbarkeit (Beobachtungsdauer und Zeitabschnitt) und von besonders extremen Hochwasserereignissen auf die Größe extremwertstatistisch bestimmter Hochwasserscheitelabflüsse ausgewählter Wiederholungszeitspannen. Ergänzende Betrachtungen befassen sich mit der Einbeziehung historischer Hochwasser, mit schwellenwertstatistischen Analysen und mit der getrennten Auswertung von Sommer- und Winterhochwassern.

Die Weserstaustufe bei Bremen: Rahmenbedingungen für ein Wasserkraftwerk gestern und heute

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 2,
April 2003

Autorin/Autor:
Frank Michael Rauch

Schlagworte:
Weserstaustufe, Wasserkraft, Staustufen, Rahmenbedingungen

Vor rund 100 Jahren wurde Weserstaustufe bei Bremen angelegt, um die Schiffbarkeit des Flusses zu verbessern. Dabei war die Nutzung der Wasserkraft zur Erzeugung elektrischen Stromes ein willkommener Nebeneffekt. Im Zuge der Neubauplanungen der Staustufe in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts war wieder ein Wasserkraftwerk vorgesehen, die Rahmenbedingungen hierfür hatten sich jedoch in vielfacher Weise geändert – mit weitreichenden Folgen.

Ermittlung wirtschaftlicher Nachteile für die Landwirtschaft durch die Schaffung von Retentionsraum

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 2, April 2003

Autorin/Autor:
Robert Schätzl und Helmut Hoffmann

Schlagworte:
Retention, Hochwasser, Landwirtschaft, Überschwemmungen, Donau, Main, Rückhalteraum, Polder, Wirtschaftlichkeit

Die jüngsten Hochwasserereignisse im vergangenen Jahr zeigten, dass für einen effektiven Schutz vor Hochwasser der Kappung von Hochwasserspitzen eine große Bedeutung zukommt. Ähnliche Erfahrungen wurden in Bayern schon mit den Überschwemmungen der Jahre 1999 und 2000 gemacht. Deshalb nimmt die Schaffung von Retentionsräumen im bayerischen Aktionsprogramm für das Donau- und Maingebiet einen wichtigen Stellenwert ein. Hier sollen in den nächsten Jahren über 100 Mio. Kubikmeter Rückhalteraum geschaffen werden. Neben naturnahen Flächen wie Auwäldern werden auch landwirtschaftliche Flächen dem Hochwasserrückhalt dienen, wenn Deiche bis an den Rand der Bebauung zurück verlegt oder Polderräume geschaffen werden. Mit den Grundstückseigentümern und Bewirtschaftern sollen zu einem großen Teil freiwillige Vereinbarungen geschlossen werden.

Im Rahmen des Aktionsprogramms 2020 für das Donau- und Maingebiet sollen in Bayern bis zum Jahr 2020 rund 2,25 Mrd. € investiert werden.

SIMIK+ – GIS-implementierte Interpolation von Grundwasserparametern mit Hilfe von Landnutzungs- und Geologiedaten

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2003

Autorin/Autor:
Andras Bárdossy, Hartmut Giese, Jost Grimm-Strele und
Klaus-Peter Barufke

Schlagworte:
GIS, SIMK+, Grundwasser, Landnutzung. Geologie, Beschaffenheit des Grundwassers, Grundwasserüberwachung, Baden-Württemberg

Für die Bewertung der Beschaffenheit des Grundwassers in der Fläche stehen zunächst Einzelmessungen an ausgewählten Orten zur Verfügung. In dem Aufsatz werden verbesserte Methoden vorgestellt, die es erlauben, von solchen Punktmessungen auf benachbarte Gebiete zu schließen. Die Arbeit basiert auf einem Projekt zur Erstellung von landesweiten Karten für chemische und physikalische Kennwerte der Grundwasserbeschaffenheit, die im Rahmen des Grundwasserüberwachungsprogramms Baden-Württemberg gemessen werden.

Untersuchung der Grundwasserbeschaffenheit in Baden-Württemberg mit Methoden der räumlichen Statistik

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
47. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2003

Autorin/Autor:
Stephan Böhm, Jost Grimm-Strele, Volker Schmid und
Burkhard Schneider

Schlagworte:
Grundwasserbeschaffenheit, räumliche Statistik, Baden-Württemberg, Grundwasserschutzmaßnahmen, Geometrie Statistik, Frühwarnung

Zur Untersuchung der Daten des Baden-Württembergischen Grundwassernetzes wurden statistische Verfahren entwickelt, die unter den gegebenen Bedingungen geeignet sind, die Auswirkungen von Grundwasserschutzmaßnahmen frühzeitig und quantitativ nachprüfbar nachzuweisen. Mit diesem Verfahren sind statistische signifikante Aussagen über Veränderungen des Grundwasserzustandes in der Zeit trotz der Kürze der bisherigen systematischen Beobachtungen möglich. So wurde anstelle der bisher üblichen Verfahren der Zeitreihenstatistik, die nur für mittelfristige Veränderungen statistisch gesicherte Ergebnisse liefern, quantitative Methoden der räumlichen Geometrie-Statistik eingesetzt. Bei diesen Methoden wird ein großer räumlicher Datenumfang genutzt, und sie haben das Ziel, auch für kürzere Zeiträume (von 2 bis 3 Jahren) über die Signifikanz von Veränderungen der Grundwasserbeschaffenheit entscheiden zu können. Somit können diese quantitativen Methoden der räumlichen Geometrie-Statistik zur Etablierung eines Frühwarnsystems genutzt werden.

Inbetriebnahme der Erdgasleitung Europipe II: Monitaring der Drucktestwasserableitung nördlich Baitrum

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2002

Autorin/Autor:
Bastian Schuchardt, Jörg SchoIIe und Thorsten Brandt

Schlagworte:
Drucktest, Wasserqualität, Biozönose

Vor der Inbetriebnahme der Erdgaspipeline Europipe II, die Erdgas aus dem norwegischen Seegebiet nach Mitteleuropa transportiert, musste ein Drucktest mit Seewasser durchgeführt werden. Um dabei Korrosion zu vermeiden, ist dem Drucktestwasser Natriumbisulfit zugesetzt worden, so dass kein gelöster Sauerstoff mehr vorhanden war. Für das Seegebiet nördlich Baltrum, wo die Ableitung des Drucktestwassers im Sommer 1999 stattgefunden hat, wurden von verschiedenen Seiten ausgedehnte Beeinträchtigungen der Wasserqualität und der Biozönose befürchtet. Im Folgenden werden die Ergebnisse des Monitarings vorgestellt.

Hydrochemische Entwicklung Lausitzer Tagebauseen während der Flutung-Beispiel Gräbendorier See

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2002

Autorin/Autor:
Andreas Gröschke, Wilfried UhImann, Wolfgang RoIIand und
Uwe GrünewaId

Schlagworte:
Tagebauseen, Wasserbeschaffenheit, Lausitz

Mit dem Restloch Gräbendorf wird der erste Tagebau im Lausitzer Braunkohlenrevier, der nach einer außerplanmäßigen Stilllegung saniert wurde, aktiv geflutet. Der Erkennisvorlauf zur Entwicklung der Wasserbeschaffenheit war zu Beginn der Flutungsmaßnahme gering. Viele der erforderlichen wissenschaftlichen Untersuchungen mussten deshalb flutungsbegleitend durchgeführt werden. Dadurch konnte auch das methodische Instrumentarium unter Berücksichtigung der Komplexität der ablaufenden Prozesse schrittweise verfeinert werden. Die hierbei gewonnenen grundlegenden Erfahrungen haben exemplarischen Charakter für viele Tagebauseen nicht nur der Lausitz (GRü-NEWALD et al. 2001) und werden im Folgenden am Beispiel des Gräbendorfer Sees diskutiert.

Trends der mittleren und extremen Abflüsse in Baden-Württemberg

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2002

Autorin/Autor:
Gerhard Luft, Helmut Straub und Hansjörg Vieser

Schlagworte:
Baden-Württemberg, Hochwasserabflüsse, Trend

Ziel dieser Ausarbeitung war eine das Land Baden-Württemberg umfassende Analyse maßgeblicher Kenngrößen des Abflusses wie monatliche und jährliche mittlere Abflüsse sowie Hochwasserabflüsse, um Schwankungen, Trends und lnstationaritäten dieser Kenngrößen in möglichst langen Zeitreihen aufzuzeigen. Die Ergebnisse beleuchten die Verhältnisse in regionalen, d.h. in mesoskaligen Bereichen im Zeitfenster der letzten ca. 100 Jahre. Der Beitrag ergänzt die 1998 in den DGM erschienene Veröffentlichung „Räumliche Strukturen aktueller Trends des Gesamt- und Extremniederschlages in Baden-Württemberg“.

Erfahrungen mit dem „Tunnei“-Verdunstungsmesser beim Einsatz auf Grünflächen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2002

Autorin/Autor:
Jürgen Weiß, Julius Werner und Peter SuImann

Schlagworte:
Verdunstung, Evapotranspiration, Lysimeter

Der „Tunnei“-Verdunstungsmesser stellt eine gerätetechnische Neuentwicklung dar, deren Prototyp erstmals von Mai bis November 1997 auf dem (nicht wägbaren) Grünland-Becken der Großlysimeter-Anlage St. Arnold bei Rheine (NRW) erprobt wurde. Die Ergebnisse dieser als vorläufig geltenden Evaluation wurden in HW 44, 2000, H. 2 veröffentlicht. Hier sind auch das Funktionsprinzip, die Bestimmungsgleichungen sowie die Hauptmerkmale der prototypischen Realisierung dieser an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster entwickelten Innovation eingehend dargestellt. Nach einem sechsmonatigen Einsatz des Gerätes zur Bestimmung der aktuellen Evapotranspiration eines begrünten Flachdachs in Münster während des Sommers 2000 konnte eine weitere gründliche Validierung von April bis Oktober 2001 auf der wägbaren Grünland-Lysimeter-Anlage Senne am Teutoburger Wald durchgeführt werden. Ergebnisse beider Messkampagnen werden im Folgenden vorgestellt.

Persistenz und saisonale Abhängigkeiten in Abflüssen des Rheins

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 4,
August 2002

Autorin/Autor:
Michael Lohre und Philipp Sibbertsen

Schlagworte:
Persistenz, Abflussverhalten

Das Einzugsgebiet des Rheins mit Anteilen aus Hoch- und Mittelgebirgen sowie Hügel- und Flachland eignet sich besonders dafür, das in vielen Flüssen beobachtete Phänomen der Persistenz, nämlich dass auf hohe bzw. niedrige Abflüsse über längere Zeit ebensolche folgen, zu untersuchen. Aus dem Modellieren von Zeitreihen aus Parametern der Persistenz lassen sich Erkenntnisse für Prognosen extremer Wasserstände und für das Abflussverhalten bei Klimaänderungen gewinnen.

Einsatz multivariater statistischer Modelle zur Ermittlung der Zusammenhänge zwischen Biotik und Abiotik sowie Prognose des ökologischen Zustandes von Flussauen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 4,
August 2002

Autorin/Autor:
Anke Hettrich und Stephan Rosenzweig

Schlagworte:
Biotik, Abiotik, Ökologie

Schon seit längerem wird bei der Bewirtschaftung von Gewässern die Berücksichtigung ökologischer Zielstellungen erwartet. Die Beurteilung der Auswirkungen wasserbaulicher und wasserwirtschaftlicher Maßnahmen auf den ökologischen Zustand der Flussaue setzt die Kenntnis der Wirkungszusammenhänge in der Natur voraus. Auch im Zusammenhang mit der Wasserrahmenrichtlinie ist die Durchführung einer ökologischen Gesamtbetrachtung anzustreben. Über die Abhängigkeiten der Pflanzen- und Tierarten eines Gebietes von der Ausprägung abiotischer Parameter wie zum Beispiel Grundwasserstand und Bodenart kann auf die ökologischen Folgen anthropogener Veränderungen dieser Randbedingungen geschlossen werden. Zur Ermittlung von Abhängigkeiten zwischen der biotischen und abiotischen Ausstattung eines Raumes werden in den letzten Jahren zunehmend Methoden der multivariaten Statistik, wie Hauptkomponentenanalysen, logistische Regressionen und kanonische Korrespondenzanalysen, eingesetzt. Die Plausibilität der über diese Methoden gewonnenen Modelle kann durch Vergleich mit den erhobenen Daten überprüft werden. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) entwickelte hierfür das integrierte Flussauen-Modellsystem INFORM (INtegrated FIOodplain Response Model). Aus den Modellergebnissen können planerische Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Minimierung von Auswirkungen auf die Umwelt abgeleitet werden. Aufgrund der rasanten technischen Entwicklungen stehen neue, effektive und innovative Möglichkeiten zur Verfügung, Fachwissen einem
breiten Nutzerkreis zur Entscheidungstindung unterbreiten zu können. Die Erkenntnisse können in Entscheidungs-Unterstützungs-Systeme (Decision support system, DSS) münden, welche den Verantwortlichen Möglichkeiten zur vereinfachten Abschätzung der Auswirkungen unterschiedlicher Planungen eröffnen.

Grundwasserstände und Quellschüttungen „GuQ“ im Internet

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2002

Autorin/Autor:
Michel Wingering

Schlagworte:
Grundwasser, Quellschüttung

Eine umweltverträgliche Nutzung des Grundwassers sowie ein vorbeugender Grundwasserschutz setzen umfassende Kenntnisse über das verfügbare Grundwasserdargebot und seine Entwicklung voraus. Die Einrichtung des Internetdienstes „GuQ“ im Rahmen des Grundwasserüberwachungsprogramms Baden-Württemberg ermöglicht eine zeitnahe Beobachtung, fortlaufende Dokumentation sowie eine kurzfristige Bewertung der quantitativen Grundwasserressourcen anhand ausgewählter Messstellen.

Die Bewertung der Verwundbarkeit als HochwasserschutzkonzeptAktuelle und historische Betrachtungen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2002

Autorin/Autor:
Juergen WeichseIgartner und Mathias Deutsch

Schlagworte:
Verwundbarkeit, Hochwasserschutz

Akzeptiert man soziale Konstruktionen der Naturgefahr ‚Hochwasser‘ und wendet sich ihren sozio-kulturellen und raum-zeitlichen Dimensionen zu, so bieten sich Ansatzpunkte zum Hochwasserschutz, die sich weniger an den auslösenden Faktoren als an den Vorsorge- und Bewältigungsmechanismen orientieren. Es wird argumentiert, dass die Bewertung der Verwundbarkeit von räuml ichen Einheiten als Hochwasserschutzkonzept eingesetzt in der Lage ist, physische und soziale Parameter zu integrieren und die Katastrophenvorsorge und Katastrophenbewältigung besser an aktuelle Gegebenheiten anzupassen.

Vergleich zweierVerfahren zur automatischen Modellkalibrierung

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 2,
April 2002

Autorin/Autor:
Klaus Eckhardt

Schlagworte:
Modellkalibrierung, Parameterunsicherheit, Modellanpassung

Die Kalibrierung eines Modells ermöglicht eine Reduzierung der Parameterunsicherheit und damit der Unsicherheit in Simulationsergebnissen. Komplexe Modelle können mittels stochastischer globaler Optimierungsalgorithmen automatisch kalibriert werden. Zwei dieser Algorithmen werden hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit miteinander verglichen: einerseits der Boender-Timmer-Rinooy Kan (BTRK) Algorithmus, ein Multistart-Algorithmus mit vorhergehender Clusterung, und andererseits der Shuffled Camplex Evolution (SCE) Algorithmus, ein Genetischer Algorithmus. Die beiden Algorithmen werden auf ein analytisches verteiltes Modell zur Nachbildung des Wasser- und Stoffhaushalts in meso- bis makroskaligen Einzugsgebieten oberirdischer Gewässer angewendet, die Version SWAT-G des Soil and Water Assessment Tool (SWAT}. Der SCE Algorithmus erweist sich dem BTRK Algorithmus als überlegen. Es wird eine hohe Güte der Modellanpassung erreicht.

Kanalwasserbilanz der Scheitelhaltung des Oder-Spree-Kanals für die Wasserbewirtschaftung

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 2,
April 2002

Autorin/Autor:
Waller Finke, Gisela Fürtig, Albrecht HaunschiId und
Katharina Richter

Schlagworte:
Scheitelhaltung, Wasserbewirtschaftung, Oder-Spree-Kanal

Das Wasser- und Schifffahrtsamt (WSA) Berlin ist innerhalb der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes die für die Spree-OderWasserstraße (SOW) zuständige Behörde. Das WSA Berlin hat u.a. die Aufgabe der Gewährleistung von Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs auf der Bundeswasserstraße SOW. Dazu gehören die Unterhaltung der Bundeswasserstraße, ihre Überwachung und Bewirtschaftung sowie die Steuerung der Wehre und Pumpwerke zur Wasserversorgung der Bundeswasserstraße, zur Befriedigung des Wasserbedarfes Dritter und zur schadlosen Hochwasserabführung. Die SOW hat mit Nebenwasserstraßen eine Länge von 126,37 km. ln den meisten Teilstrecken ist sie der Wasserstraßenklasse IV zugeordnet. Sie verbindet die Havel in Berlin mit der Oder bei Eisenhüttenstadt (Abb. 1 ). Sie besteht aus der Unteren Spree, der Berliner Spree, der Treptower Spree, der Dahme, der Fürstenwalder Spree und dem Oder-Spree-Kanal (OSK). Abbildung 2 zeigt in einem Längsschnitt die Staustufen und Schleusen der Spree-Oder-Wasserstraße und deren Höhen in m ü. NN. Die Abmessungen der Schleusen in Eisenhüttenstadt (als Zwillingsschachtschleuse Fürstenberg 1929 fertiggestellt und in letzter Zeit rekonstruiert) und Kersdorf entsprechen dem Ausbauzustand von 1929. Einen Überblick über Geschichte und gegenwärtigen Zustand des OSK geben UHLEMANN (1987) und GERWIN (1997).

Einsatz von Schlackensteinen im Wasserbau Bewertung der Ergebnisse von Ring-, Trog- und Perkolationsversuchen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2002

Autorin/Autor:
Wolfmar Bertsch und Heide-Marie Seehaus

Schlagworte:
Wasserbau, Kolk, Stromregulierung

Wasserbausteine werden im Binnenland und an der Küste zur Sicherung von Ufer- und Sohlbereichen, zur Kolkverfüllung sowie zur Stromregulierung benötigt. Neben natürlichen Festgesteinen eignen sich hierfür aufgrund der grundsätzlich günstigen bautechnischen Eigenschaften auch Schlackensteine aus der Eisen- bzw. Metallverhüttung. Die Schlackensteine fallen bei der Erzeugung von Massen- und Qualitätsstählen an, je nach Verfahren entstehen die LD-Schlacken (LOS: nach dem Linz-Donawitz-Verfahren) oder die Elektro-Ofen-Schlacke (EOS). Kupferhüttenschlacke (NAS) entsteht bei der Verhüttung von Kupfer. Das Umweltverhalten von Wasserbausteinen (natürliche und künstliche) wird von der technischen und chemischen Beschaffenheit, den möglichen Schadstoffausträgen und den Auswirkungen auf das Makrozoobenthos (Anreicherung u.ä.) und der Ökotoxikologie bestimmt. Die Erörterung von Untersuchungsergebnissen solcher Art erlaubt die strittigen Punkte sachlich zu bewerten und in pragmatisches Handeln umzusetzen. Es werden zunächst die Ergebnisse von Elutionsversuchen mit Wasserbausteinen anhand von Ring-, Trog- und Perkolationsversuchen dargestellt und diskutiert. Weitere Ausarbeitungen mit dem gleichen Gesteinsmaterial werden sich mit der Auswirkung der Schadstoffe auf das Makrozoobenthos sowie der Anreicherung der Schadstoffe im Makrozoobenthos anhand von Labor- und Freilanduntersuchungen befassen.

Die Bedeutung von Sedimentuntersuchungen bei der Auswahl geeigneter Sanierungs- und Restaurierungsmaßnahmen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
46. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2002

Autorin/Autor:
Jörg Lewandowski, lnke Schauser und Michael Hupfer

Schlagworte:
Sediment, Phosphor, Grundwasser

ln diesem Artikel wird beschrieben, welche Sedimentuntersuchungen im Vorfeld von Sanierungs- und Restaurierungsmaßnahmen durchgeführt werden sollten und wie sie interpretiert werden können , um zur Entwicklung einer optimalen Strategie zur Verbesserung der Wasserqualität eutrophierter Gewässer beizutragen. Am Fallbeispiel des Leipziger Auensees wird gezeigt, wie hypolimnische Phosphor-Akku mulation, Tiefenprofile des Gesamtphosphors und seiner Fraktionen im Sediment sowie Porenwasser-Konzentrationsgradienten verwendet werden können, um daraus Fluxe, Umsätze und die zeitliche Reichweite des Sediment-Phosphor-Pools zu berechnen. Setzt man den im Sediment gespeicherten Phosphor-Pool in Beziehung zu den Phosphor-Freisetzungsraten, die mit dem Fick’schen Gesetz aus den Konzentrationsgradienten berechnet wurden, so zeigt sich , dass der aus dem Sediment mobilisierbare Phosphor-Pool innerhalb weniger Monate erschöpft wäre und deshalb keine langfristige interne Netto-Phosphor-Belastung bedingen kann. Auf der Grundlage der Sedimentuntersuchungen und der externen Phosphor-Einträge werden die Erfolgsaussichten verschiedener interner Therapieverfahren diskutiert. Im Falle des Auensees sind vor allem externe Maßnahmen wie die Reduktion von Phosphor im zufließenden Grundwasser notwendig und ausreichend, um die Phosphor-Konzentration im Wasserkörper nachhaltig zu senken.

Anwendung von Enzymaktivitätstests bei der Sedimentbewertung

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2001

Autorin/Autor:
Peggy Tippmann und Peter Heininger

Schlagworte:
Sediment, aquatischer Ökosysteme, Biotest, Enzymaktivitätstest

Erhebung der benthischen Lebensgemeinschaft sind fester Bestandteil der biologischen Charakterisierung von Sedimenten und einer integrierten Sedimentbewertung. Die Notwendigkeit, den Zustand der mikrobiellen Biozönose bei einer umfassenden Bewertung zu berücksichtigen, wird angesichts ihrer Bedeutung für die Funktionsfähigkeit und Erhaltung aquatischer Ökosysteme seit längerem betont (BABENZIEN,1988). Verstärkte Bemühungen zur Einbeziehung mikrobiologischer Parameter in den letzten 10 bis 15 Jahren spiegeln sich u. a. in einer Methodensammlung der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAA, 1998) wider. Bei der Bestimmung der funktionalen Diversität anhand von Substratverwertungsmustern, z.B. unter Verwendung der BIOLOG-Technik (RUTGERS & BREURE, 1999) und der genetischen Diversität mit molekularbiologischen Methoden (LLOBET-BROSSA et al., 1998) handelt es sich um noch stark in der Entwicklung befindliche Ansätze zur Beschreibung der gesamten mikrobiellen Biozönosen. Weiter entwickelt sind Verfahren, die sich in vitro stellen Biotests im klassischen SInne dar. Enzymaktivitätstests in vivo sind dagegen Verfahren, die unmittelbar die potenziellen Aussagen über die Anwendbarkeit solcher Tests für die mikrobiologische Charakterisierung aquatischer Sedimente.

Qualitätskriterien für Radadaten in der hydrologischen Simulation

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2001

Autorin/Autor:
Bernd Maul-Kötter, Sandra Spies und Thomas Einfalt

Schlagworte:
Radadaten, Niederschlag-Abfluss-Simulattion

Das Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen hat in den vergangenen Jahren ein Projekt durchgeführt, in dem die Verwendung von Niederschlagsdaten aus Radaraufzeichnungen bei bei der Niederschlag-Abfluss-Simulattion erprobt wurde (MAUL-KÖTTER 1999). Neben der Erkenntnis, dass sie als Eingangsgröße die Simulationsergebnisse bei der Niederschlag-Abfluss-Betrachtung verbessern, ist auch deutlich geworden, dass die Radardaten einer eingehenden Qualitätskontrolle bedürfen. Nur so kann sichergestellt werden, dass Mängel bei den Eingangsdaten bzw. bei deren Bearbeitung nicht zu Folgefehlern in der hydrologischen Simulation führen (LANDESUMWELTAMT NRW 1999). Die Arbeitsschritte von der Erhebung bis zur Nutzung im hydrologischen Modell werden dargestellt und Aspekte sowie Kriterien genannt, die die Qualität von RAdardaten im Hinblick auf die Anwendung in der hydrologischen Simulation beeinflussen können. Möglichkeiten zur Qualitätskontrolle und -sicherung werden anwendungsbezogen vorgestellt.

Die im Beitrag genannten Punkte hinsichtlich der Qualität und der Verarbeitung von Radardaten können als grundsätzlich betrachtet werden. Sie sind damit unabhängig davon, ob die Bearbeitung der Radarbetreiber oder beim Datennutzer geschieht.