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„Versteckt hinter den Mittelwerten“ – die Variabilität des Abflussregimes

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 50. Jahrgang, Heft 3, Juni 2006

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
50. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2006

Autorin/Autor:
Martin Pfaundler, Rolf Weingartner und Robert Diezig

Schlagworte:
Abflussregime, Variabilität, Periodizität, Trendanalyse

Zitierung:
PFAUNDLER, M., R. WEINGARTNER & R. DIEZIG (116): „Versteckt hinter den Mittelwerten“ – die Variabilität des Abflussregimes. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 50 (3), 116–123

Die Abweichungen des saisonalen Abflussganges einzelner Jahre vom langjährigen mittleren Abflussregime stehen im Mittelpunkt des vorliegenden Aufsatzes, der das Ausmaß der interannuellen Variabilität der monatlichen Abflüsse anhand von Abflussdaten aus der Schweiz beschreibt. Es wird eine Kenngröße vorgestellt, welche die quantitative Erfassung dieser Variabilität ermöglicht. Die Untersuchungsergebnisse verdeutlichen, dass sich die bestehende Typisierung der schweizerischen Abflussregimes sehr gut eignet, um das Ausmaß der interannuellen Abflussvariabilität abzuschätzen. Letztere setzt sich einerseits aus den Schwankungen des saisonalen Musters (Periodizität) und andererseits aus den Fluktuationen des Jahresabflusses (absolutes Niveau der Abflusskurven) zusammen. Aus den Untersuchungen geht deutlich hervor, dass die Gesamtvariabilität zum größeren Teil durch die Periodizität bestimmt wird. Die vorgestellte Kenngröße wird auch für Trendanalysen verwendet, um längerfristige Veränderungen in der Variabilität zu erkennen.

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Gesamtes HyWa Heft 3, 2006

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Modellierung anorganischer Schadstoffe in der Unteren Saale

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 49. Jahrgang, Heft 3, Juni 2005

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
49. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2005

Autorin/Autor:
Karl-Erich Lindenschmidt, Cornelia Hesse, Helmut Guhr und Martina Baborowski

Schlagworte:
Saale, Schwebstoffe, anorganische Belastung, Modellierung

In einem ca. 90 km langen, stofflich und gewässermorphologisch stark anthropogen überprägten Saaleabschnitt von Halle-Trotha bis zur Mündung wurde der Transport von Schwebstoffen, Salzen und ausgewählten Schwermetallen modelliert, um Möglichkeiten der Modellanwendung zu testen sowie beeinflussende Prozesse und Faktoren zu erkennen. Die Simulation erfolgte mit dem Modell WASP5, einem einbis dreidimensionalen, dynamischen Abfluss- und Gewässergütemodell der US-EPA. Modelliert wurden ein 14tägiger Kalibrierungs- und drei verschieden lange Validierungszeiträume sowie die Ergebnisse einer dreitägigen Saalebereisung mit dichterem räumlichen Messnetz. Es zeigte sich, dass vor allem bei der Simulation der Salze gute Ergebnisse erzielt werden konnten, was auf ihren konservativen Charakter zurückzuführen ist. Bei einigen Salzbildnern (Cl-, Na+, Ca2+) wurde jedoch eine Differenz zwischen gemessenen ein- und ausgetragenen Frachten festgestellt. Diese hat ihre Ursache in industriellen Einleitungen aus der Sodaproduktion. Die Ursache für die oft erhöhten Simulationsergebnisse einiger Schwermetalle nach Einträgen aus einem das Mansfelder Land entwässernden Nebenfluss der Saale (z.B. Zn, Cu, Pb) konnte nicht eindeutig geklärt werden, ist aber wahrscheinlich in allmählichen Anlagerungs- und Sedimentationsprozessen zu suchen.

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Gesamtes HyWa Heft 3, 2005

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Charakterisierung redynamisierter Flussuferabschnitte an der Mittleren Ruhr anhand ihrer Laufkäferzoenosen

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 49. Jahrgang, Heft 3, Juni 2005

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
49. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2005

Autorin/Autor:
Karsten Hannig und Jörg Drewenskus

Schlagworte:
Renatuierung, Mittlere Ruhr, ökologische Gewässerbewirtschaftung

Die Effizienz der ökologischen Gewässerbewirtschaftung wird im Rahmen des Gewässerauenprogrammes „Mittlere Ruhr“ anhand ausgewählter Bio-Indikatoren, der Laufkäfer (Carabiden), dokumentiert. Die seit ca. 15 Jahren durchgeführten Redynamisierungsmaßnahmen durch den Erwerb von Uferschutzstreifen und folgender Zulassung von Uferabbrüchen belegen hiermit nachweislich die Schaffung wertvoller
Lebensräume für Fauna und Flora, wie z.B. Schotterbänke und Uferabbrüche.

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Gesamtes HyWa Heft 3, 2005

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Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmittel in niedersächsischen Fließgewässern von 1994 bis 2001

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 3, Juni 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2004

Autorin/Autor:
Ralf Schäfer, Wolf-Ulrich Palm, Dieter Steffen und Wolfgang Ruck

Schlagworte:
Gewässermonitoring, Insektizide, Herbizide, Pflanzenbehandlungsmittel, aquatische Ökosysteme, Eintrag

Zitierung:
SCHÄFER, R., W-U. PALM, D. STEFFEN & W. RUCK (2004): Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmittel in niedersächsischen Fließgewässern von 1994 bis 2001. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48 (3), 117–125

Um die Ertragsraten aufrecht zu erhalten, wird in der konventionellen Landwirtschaft auf die Nutzung großer Mengen an Dünger und chemischen Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmitteln zurückgegriffen. Letztere verbleiben nicht nur auf den landwirtschaftlichen Zielflächen sondern gelangen über verschiedene Pfade unter anderem in die Oberflächengewässer. Da diese Substanzen zum Teil Auswirkungen auf die aquatischen Ökosysteme und letztlich auch auf den Menschen haben können, ist die Umweltüberwachung unerlässlich. In allen Bundesländern existieren deshalb Institutionen, die für das Gewässermonitoring zuständig sind.

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Konzentrationsänderung der PAK-Belastung von aquatischen Sedimenten – Darstellung und Probleme

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 3, Juni 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2004

Autorin/Autor:
Hubert Hellmann

Schlagworte:
Sediment, PAK, Deposition, Sedimentprofil, atmosphärischer Eintrag

Zitierung:
HELLMANN, H. (2004): Konzentrationsänderung der PAK-Belastung von aquatischen Sedimenten – Darstellung und Probleme. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48 (3), 110–117

Die in aquatischen Sedimenten von kleineren, mittleren und sehr großen Binnenseen Deutschlands, Englands, Finnlands und den USA sowie von Ästuarien ermittelten PAK-Konzentrationen werden in Form von sieben Konzentrationskurven über den Zeitraum 1800-1990 dargestellt. Die Segmente der Bohrkerne sind hinsichtlich der Deposition datiert. Zur Vereinheitlichung der Ergebnisse verschiedener Arbeitsgruppen wird der Kurvenverlauf überwiegend auf den Leitparameter Fluoranthen (Fluo) abgestellt. Diese Grafiken enthalten den atmosphärischen Eintrag der PAK über den Luftstaub und fallweise den runoff und die Flüsse. Geeignete Sedimentprofile spiegeln daher die Situation der Luftverschmutzung mit pyrogenen Schadstoffen über mehr als ein Jahrhundert wider. Von Flüssen können Sedimentprofile wegen unregelmäßiger und wenig repräsentativer Sedimentation nur sehr eingeschränkt genutzt werden. Die sich bei einem Vergleich der Konzentrationskurven ergebenden Probleme werden dargestellt.

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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.

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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.

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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.

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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.

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Modellierung digitaler Höhendaten zur Bearbeitung hydrologisch/hydraulischer Fragestellungen an Wasserläufen – Am Beispiel des Projektes „HGIS-Saar“ – –

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2001

Autorin/Autor:
Herbert Brockmann, Karl Kraus und Gottfried MandIburger

Schlagworte:
Höhendaten, GIS, Entscheidungsgrundlagen

Zur Bearbeitung hydrologisch/hydraulischer Fragestellungen an Fließgewässern besteht z.Z. ein großer Bedarf an modellierten flächenhaft erfassten Höhendaten von Wasserläufen (des abflusswirksamen Bereiches) in Form von Digitalen Geländemodellen (DGM). An die Qualität der DGMs werden besonders hohe Ansprüche gestellt, die häufig mit einem TIN (Triangulated lrregular Network) nicht befriedigt werden. Es ist vielmehr eine Methode zur Modeliierung der Geländeoberfläche einzusetzen, welche die unregelmäßigen Messfehler herausfiltert. Dafür eignet sich besonders die so genannte Interpolation nach kleinsten Quadraten, auch Krige-Schätzer genannt. Weiterhin muss ein qualitativ hochwertiges DGM auch den Geländekanten Rechnung tragen. Das hier vorgestellte hybride DGM verbindet die IT-technischen Vorteile der Rastertechnik mit der hohen Qualität der Vektortechnik. Vor diesem Hintergrund erprobte die BfG die genannten Ansätze in einem Pilotprojekt an der Saar (HGIS-Saar) auf der Basis unterschiedlicher Datenquellen (u.a. Echolot-, Laser-Scanner-Daten). Das Hauptziel dieses Projektes war die Erarbeitung von Entscheidungsgrundlagen für eine fachgerechte und wirtschaftliche Bearbeitung derartiger Aufgabenstellungen und zur Übernahme von geeigneter Software.

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Das Hochwasser am 5./6. Juli 1999 im Raum Marienberg im Erzgebirge

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2001

Autorin/Autor:
Uwe Büttner, Dieter Fügner und Ulf WinkIer

Schlagworte:
Hochwasser, Erzgebirge

Kurzzeitige extreme Starkniederschläge 1, die meist in Verbindung mit Gewittern auftreten, können im Erzgebirge in Einzugsgebieten bis etwa 200 km2 zu Hochwassern mit verheerenden Wirkungen führen. Die historisch gewachsene hohe Besiedlungsdichte der Flusstäler ist ausschlaggebend für das vorhandene hohe SchadenspotenziaL Das am 5. und 6. Juli 1999 im Gebiet um die Bergstadt Marienberg aufgetretene katastrophale Hochwasser reiht sich ein in die bisher unregelmäßig und regional unabhängig aufgetretenen Hochwasser nach kurzzeitigen Starkniederschlagsereignissen in Sachsen. Der Aufsatz beschreibt die meteorologischen und hydrologischen Verhältnisse im Erzgebirge, die Ursachen und den Ablauf des Hochwassers, ordnet es ein, umreißt die entstandenen Schäden und gibt einen kurzen Überblick zu den Rechtsgrundlagen für den Hochwasserschutz in Sachsen.

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Geomorphometrische Parameter mit hydrologischer Relevanz und die Qualität der zugrunde liegenden Digitalen Höhenmodelle

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2000

Autorin/Autor:
Hartmut Gündra, Andre Assmann und Stefan Jäger

Schlagworte:
Geomorphometrische Parameter, Reliefanalyse

Die digitale Reliefanalyse bietet neue, effektive Möglichkeiten, Entscheidungsprozesse in der Umwelt- und Ressourcenplanung wesentlich zu vereinfachen. Dies bezieht sich auf die Modeliierung von häufig nicht verfügbaren Datengrundlagen, aber auch auf die Substitution aufwendiger Modellierungstechniken durch die Definition von Indikatoreigenschaften des Reliefs. Geomorphographisch definierbare hydrologische Prozessbereiche, wie z. B. abflusswirksame Flächen, Kolluvialbereiche und Überschwemmungsflächen, sind in ihrer räumlichen und zeitlichen Dynamik von besonderer Relevanz, um wasserwirtschaftliche Maßnahmen angepasst planen zu können.

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Hochwasser als soziales Ereignis Gesellschaftliche Faktoren einer Naturgefahr

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2000

Autorin/Autor:
Juergen WeichseIgartner

Schlagworte:
Hochwasser, gesellschaftliche Faktoren

Der vorliegende Bericht ist aus dem Bemühen entstanden, auch in Deutschland einen eher sozialwissenschaftliehen Beitrag zur Hochwasserproblematik zu liefern. Ohne den Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, möchte der Verfasser für das Thema Hochwasser eine Brücke zwischen naturwissenschaftlich-technischer und auf aktuelle Ereignisse bezogener Sichtweise sowie den langfristig wirksamen Rückkopplungen sozialer, ökonomischer, kultureller und ökologischer Art schlagen. Dem einen oder anderen mag dabei der gewählte Blickwinkel ungewohnt erscheinen, den Experten der jeweiligen Fachdisziplinen wird die Tiefe und Schärfe, mit der die unterschiedlichen Parameter fokussiert wurden , nicht genügen. Gleichwohl hofft der Autor, mit seinen Beispielen und Argumenten dazu beitragen zu können, dass Berührungsängste zwischen Natur- und Ingenieurwissenschaften einerseits und Sozialwissenschaften andererseits abgebaut und zusätzliche Akzente bei der Bewältigung von Naturgefahren gesetzt werden.

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Die gentoxische Gewässergüte-Klassifizierung der Eibe – entwickelt mit Hilfe des DNA-Aufwindungstests mit der Dreikantmuschel

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2000

Autorin/Autor:
Elisabeth Wittekindt, Christiane Matthess, Thomas Gaumert und Peter-Diedrich Hansen

Schlagworte:
Gewässergüte-Klassifizierung, Gentoxizität

Die Güteklassifizierung der Fließgewässer stützt sich seit vielen Jahren auf den Saprobienindex, der die organische Belastung und die Bioaktivität repräsentiert. Es wurde immer mehr als Mangel empfunden, dass andere Aspekte der Gewässergüte mit dem Saprobiensystem allenfalls indirekt ausgedrückt werden; mit zunehmender Verbesserung der Trophie wurden Gewässer (-abschnitte) mit einer Qualität ausgezeichnet, deren man sich bezüglich z. B. Schwermetalle oder Gentoxizität nicht sicher sein konnte. ln kurzer Folge sind jetzt Verfahren für die chemischen Daten (Heft 4/1999) und die Ökologie (Heft 1/2000) entwickelt und in dieser Zeitschrift präsentiert worden. Mit diesem Aufsatz kommt ein Vorschlag dazu , wie die Gentoxizität in einer Zeitreihe zu erfassen ist und für Gewässer(-abschnitte) vergleichend dargestellt werden kann.

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Die Anwendung des Decision Support Systems (DSS) zur Abschätzung von Nitrateinträgen in das Grundwasser des Zartener Beckens

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
43. Jahrgang, Heft 3,
Juni 1999

Autorin/Autor:
Harvey J. E. Rodda, Siegtried Demuth und Jens MehIhorn

Schlagworte:
Decision Support Systems, Nitra

Der Nitrateintrag in die Gewässer ist in den letzten 10 bis 15 Jahren immer mehr zu einem Problem geworden. Dies trifft insbesondere für Grundwasser, das für die Wasserversorgung benötigt wird, zu. ln Europa sind daher in dieser Zeit zahlreiche Untersuchungen
über die Ursachen und die Vermeidung von zu hohem Nitratgehalt im Grundwasser durchgeführt worden. Um gesundheitliche Risiken zu vermeiden, hat die EU die maximal zulässige Nitrat-Stickstoff-Konzentration (N03) im Trinkwasser auf 50 mg/1 festgelegt (CEC 1989). ln dieser Richtlinie werden die Mitgliedsstaaten aufgefordert, Gebiete mit besonders hohen Nitratkonzentrationen als nitratempfindliche Zonen auszuweisen. Für die Bestandsaufnahmen und die Prognose künftiger Entwicklungen können mathematische Modelle eine nützliche Hilfe sein.

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Granulometrisehe Charakterisierung von Sedimenten durch Bildanalyse und ihre Reproduzierbarkeit

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
43. Jahrgang, Heft 3,
Juni 1999

Autorin/Autor:
Albrecht MüIIer, Cordula Preuße und Winfried Rasemann

Schlagworte:
Sedimente, granulometrisehe Charakterisierung

Eine granulometrisehe Charakterisierung von Sedimenten und Schwebstoffen wird bislang anhand struktureller Daten wie z. B. Korngrößenanalyse, Trockenrückstand, Glühverlust und organischer Kohlenstoffgehalt vorgenommen. Unter Anwendung mikroskopischer
Methoden mit anschließender Bildverarbeitung lassen sich Kornformen analysieren und charakteristische Kornformfaktoren für Korngrößenklassen ermitteln. Diese Informationen gestatten eine weitergehende Differenzierung der Partikel in Gewässern bzw. Gewässerabschnitten sowie Rückschlüsse auf deren Transportverhalten.

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Der Hydrologische Atlas von Deutschland – ein neues Kartenwerk zur Jahrtausendwende

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
43. Jahrgang, Heft 3,
Juni 1999

Autorin/Autor:
Christian Leibundgut, Hans-Jürgen Liebscher, Franz-Josef Kern und Ralf Busskamp

Schlagworte:
Hydrologische Atlas

ln immer mehr Ländern der Erde stehen Nachfrage und Bedarf an Wasser in einem zunehmenden Mißverhältnis zur Qualität und
nachhaltigen Verfügbarkeil dieser elementaren Naturressource. Versorgungs- und Umweltplanung bedürfen deshalb wissenschaftlich fundierter Entscheidungsgrundlagen, die hydrologische und wasserwirtschaftliche Daten und Informationen in ihren räumlichen Zusammenhängen flächendeckend aufzeigen. Der Hydrologische Atlas von Deutschland (HAD) stellt solche Kenntnisse und Arbeitsmittel in Form digitaler Karten wie auch als graphisches Druckwerk zur Verfügung und leistet damit einen Beitrag zur Lösung aktueller und zukünftiger Aufgaben von Wasserwirtschaft, Forschung, Politik und Gesellschaft.

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