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Automatische Kalibrierung hydrologischer Modelle. Entwicklung und Anwendung des Kalibrierungssystems OPTAS. Online Ressource

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[Quelle: http://www.db-thueringen.de]

Hydrologische Modelle sind unverzichtbare Werkzeuge für das integrierte Management der Land- und Wasserressourcen. Diese Modelle besitzen meist eine Vielzahl von Parametern, die gebiets- und anwendungsspezifisch bestimmt werden müssen und für eine erfolgreiche Modellanwendung essentiell sind. Konzeptionell sind diese Parameter zwar meist mit charakteristischen Systemeigenschaften verknüpft. Allerdings können sie meist nur schwer oder gar nicht gemessen werden. Aus diesem Grund werden die Parameter üblicherweise indirekt durch eine Kalibrierung ermittelt. Das Ziel der Kalibrierung ist es, die Parameterwerte so zu bestimmen, dass das Modell mit der Beobachtung im realen System übereinstimmt. Prinzipiell kann dieser Prozess manuell durchgeführt werden. Allerdings erfordert die manuelle Durchführung ein hohes Maß an Expertenwissen und einen hohen personellen Aufwand. Sollen hydrologische Modelle häufig eingesetzt werden und für unerfahrene Benutzer zugänglich sein, werden automatische Methoden benötigt. Aus diesem Bedarf ist das Ziel der Arbeit abgeleitet: Die Entwicklung eines Systems zur automatischen Kalibrierung hydrologischer Modelle. Im ersten Teil der Arbeit wurde das Kalibrierungssystem OPTAS entwickelt. OPTAS arbeitet in den drei Phasen der Sensitivitätsanalyse, der Optimierung und der Lösungs- bzw. Unsicherheitsanalyse. In der ersten Phase werden die Modellparameter nach ihrem Einfluss auf das Modellverhalten klassifiziert und ihr Wertebereich eingeschränkt. Dies erleichtert die zweite Phase der Optimierung, in der optimale Parametersätze durch ein- und multikriterielle Optimierungsverfahren identifiziert werden. In der sich anschließenden dritten Phase wird die Lösung analysiert und die Unsicherheit des Modells bewertet. Im zweiten Teil der Arbeit wird OPTAS erfolgreich zur Kalibrierung der Modelle J2000 und J2000g in den Thüringer Einzugsgebieten der Wilden Gera, der Ilm und der Hasel sowie dem Nepalesischen Einzugsgebiet des Dudh-Kosi angewendet.

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DWA-Themen T2/2017, März 2017. Niederschlagserfassung durch Radar und Anwendung in der Wasserwirtschaft
DWA-Themen, Band T2/2017
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Die Niederschlagsmessung mit Hilfe der Radartechnik hat seit den 90er Jahren stetig zugenommen. Dazu haben nicht nur die technischen Entwicklungen, sondern auch die zunehmenden Anforderungen der Nutzer beigetragen. In zahlreichen Projekten wurden bis heute gute Grundlagen für Vorsorgemaßnahmen und Handlungsoptionen für die Stadt- und Raumplanung, den Bevölkerungsschutz, die Wasserwirtschaft, die Energiewirtschaft und die Landwirtschaft entwickelt, um durch Starkregen besonders gefährdete Gebiete zu identifizieren und Grundlagen für deren Entwicklung bereitzustellen. Das Themenheft stellt den aktuellen Stand der Radarprodukte des Deutschen Wetterdienstes für die Niederschlagserfassung vor und bewertet und erläutert die Möglichkeiten und Grenzen von mit Radar erfassten Niederschlagsinformationen. Abschließend wird eine Übersicht über die Anwendungen der Radarprodukte in der Wasserwirtschaft gegeben.

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Tobias Schmitt
Dürre als gesellschaftliches Naturverhältnis
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Die politische Ökologie des Wassers im Nordosten Brasiliens. Dissertationsschrift
2017, 437 S., m. 46 Abb., 12 Tab. 240 mm, Softcover
Franz Steiner Verlag

 

 

Dürren gelten oftmals als Ursache für Hungerkatastrophen und Armut - die humanitäre Katastrophe wird als Ergebnis der Naturkatastrophe verstanden. Gesellschaftliche Ursachen treten so in den Hintergrund oder werden gar nicht erst benannt. Eine Dürre als gesellschaftliches Naturverhältnis zu begreifen und damit die Prozesse der sozialen Herstellung der Dürre in den Blick zu nehmen, erscheint hingegen gewagt, wenn nicht gar zynisch. Tobias Schmitt verfolgt in der Studie dennoch genau diesen Ansatz. Er betrachtet die Dürreverhältnisse im Nordosten Brasiliens als historisches und gesellschaftliches Produkt von Diskursen, Institutionalisierungen, Eigentums- und Produktionsverhältnissen und zeigt die Praktiken ihrer (Re-)Produktion auf. Eine zentrale Rolle spielen hierbei die postkolonialen Machtverhältnisse: Sie prägen die gesellschaftlichen Naturverhältnisse, etwa die Verteilung von Wasser mittels Stauseen und Kanälen oder die Regelung des Zugangs zu Wasser in Gesetzen und Partizipationsprozessen. In diesem Zusammenhang nimmt Schmitt aber auch die Widerstandspraktiken gegen die hegemoniale Naturaneignung und ihre Durchsetzungspotenziale in den Blick.

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Heinz Brendelberger, Peter Martin, Matthias Brunke, Hans J. Hahn
Grundwassergeprägte Lebensräume
Limnologie Aktuell, Band 14
Eine Übersicht über Grundwasser, Quellen, das hyporheische Interstitial und weitere grundwassergeprägte Habitate
2015, XI, 266 S., 55 Abb., 12 Tabellen. 240 mm, Softcover
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Die Autoren stellen die wichtigsten grundwassergeprägten Lebensräume umfassend vor und grenzen diese voneinander ab. Grundwasser spielt eine zentrale Rolle im Landschaftswasserhaushalt, weil es verschiedene Gewässer einer Region miteinander verbindet. Grundwasser ist deshalb das größte zusammenhängende Ökosystem der Erde. Seine Schnittstellen zu oberirdischen Lebensräumen zeichnen sich durch intensive biologische Aktivität und biogeochemische Umsetzungen sowie durch großen Artenreichtum aus. Solche Zentren der Biodiversität, z. B. das oberflächennahe Grundwasser, Quellen, das hyporheische Interstitial oder Flussauen, sind typische Übergangslebensräume (Ökotone). Die Spezialisten dieser Lebensräume unterscheiden sich in ihrer Morphologie, Biologie und Ökologie oft deutlich von denen anderer Süßwasser-Lebensräume. Die grundwassergeprägten Habitate erfüllen zudem zahlreiche wichtige Ökosystemdienstleistungen (u. a. als Trinkwasser, Retentionsraum für Hochwasser, CO2-Speicher), die jedoch gleichzeitig durch verschiedene Gefährdungen (Überdüngung, Eintrag von Schadstoffen, Entwässerung, globale Erwärmung) bedroht sind. Mögliche und reale Gefährdungen des Grundwassers werden ausführlich behandelt, die bestehenden gesetzlichen Bestimmungen zu deren Schutz werden kompakt zusammengefasst und erläutert.

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Forschungsberichte

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Hochwasser-Kolloquium vom 24.Okt.1991 in Bad Liebenzell. 3.Bericht zum Hochwasser
1992, 70 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Am 24.10.1991 veranstalteten der Wasserwirtschaftsverband Baden-Württemberg e.V. und der Regionalverband Nordschwarzwald in Bad Liebenzell das Kolloquium "Hochwasserbewirtschaftung in der Region Nordschwarzwald am Beispiel von Enz und Nagold". Ziel des Kolloquiums war es, die unterschiedlichen Interessenlagen im Flußgebiet der Nagold zum Hochwasserschutz aufzuzeigen. Zentrale Frage war die Diskussion, ob es realistische Alternativen zu dem Großprojekt eines Hochwasserspeichers gibt. Anlaß hierzu war die Aufarbeitung der Hochwasserereignisse von 1990 durch den Regionalverband Nordschwarzwald. Zur Verbesserungd des Hochwasserschutzes im Nagoldtal standen dabei 3 Vorschläge zur Überprüfung an: 1. Waldachspeicher als Einzelmaßnahme, 2. Flutmuldenkonzept, 3. Lokale Ausbau- und Schutzmaßnahmen. Vom beauftragten Ingenieurbüro Wald und Corbe konnte eindrucksvoll nachgewiesen werden, daß das Prinzip der dezentralen Maßnahmen nach Vorschlag 3 am wirkungsvollsten ist. Auf den Bau eines ökologisch und ökonomisch fraglichgen Wasserrückhaltebeckens an der Waldach kann somit verzichtet werden. (-y-)

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Fridtjof Bauer
Die unterirdischen Abflußverhältnisse im Dachsteingebiet und ihre Bedeutung für den Karst-Wasserschutz
1989, 84 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Dachstein ist eines der größten Karstmassive Österreichs. Zahlreiche Gemeinden in den Bundesländern Oberösterreich, Steiermark und Salzburg beziehen ihr Trinkwasser aus den Quellen rings um das Gebirge. Diese Trinkwasservorkommen sollen durch eine Schongebietsverordnung vor Beeinträchtigungen, die sich aus verschiedenen Nutzungen (Gletschergebiet, Skipisten, Schutzhütten, Truppenübungsplatz, Land- und Forstwirtschaft) ergeben können, geschützt werden. Um die Einzugsgebiete der Quellen und das unterirdische Abflußverhalten zu erkunden, wurden von der Abteilung Wasserhaushalt von Karstgebieten in den Jahren 1984-1986 insgesamt 19 Einspeisungen mit Fluoreszentracern durchgeführt und nach dem neuesten Stand der Meßtechnik ausgewertet. Dabei wurden die Ergebnisse der bereits im Zeitraum 1953-1960 durchgeführten pionierhaften Sporentriftversuche überprüft und ergänzt. Dem Vergleich der mit diesen beiden Untersuchungsmethoden erzielten Ergebnisse wird in diesem Bericht besonderes Augenmerk geschenkt. (-z-)

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Wolfgang Hartl
Pestizidrückstände in Boden- und Grundwasserproben des Bezirkes Gänserndorf
1989, 45 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Umweltbundesamt hat in Zusammenarbeit mit Landwirten aus dem Bezirk Gänserndorf, einem der fruchtbarsten und landwirtschaftlich am intensivsten genutzten Gebiet Österreichs, Untersuchungen auf Pestizidrückstände (Pflanzenschutzmittelrückstände) in Boden und Grundwasser durchgeführt. Boden- und Grundwasserproben wurden auf jene Pestizide untersucht, deren Anwendung im Bezirk Gänserndorf allgemein üblich und weit verbreitet ist. Es handelt sich dabei um die Fungizide Bayleton 25 (Triadimefon), Vigil (Diclobutrazol) und Tilt 250 EC (Propiconazol) sowie um die Herbizide 2,4-D, 2,4-DP, MCPA und MCPP. In den Bodenproben wurden relativ hohe Werte mit bis zu 35 ppb Fungizidwirkstoff und bis zu 5 ppb Fungizidwirkstoff bedeutet, daß 15 Wochen nach der Applikation noch max. 80% der bei der Spritzung ausgebrachten Wirkstoffmenge in den obersten 20 cm Boden gefunden wurden. Aus diesen Bodenrückstandswerten konnten jedoch keine unmittelbaren Bodenschädigungen abgeleitet werden. Demgegenüber kam es bei den Herbiziden zu teilweise sehr starken Überschreitungen der EG-Grenzwerte für Trinkwasser. 9 von 11 Grundwasserproben lagen bezüglich der 2,4-D-Rückstände und alle Grundwasserproben bezüglich der 2,4-DP-Rückstände über dem EG-Trinkwassergrenzwert für pestizide Einzelwirkstoffe von 0,1 ppb. Die in der EG erlaubte Gesamtkonzentration für pestizide Wirkstoffe im Trinkwasser (0,5 ppb) wurde in allen Grundwasserproben überschritten. (-y-)

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Johannes Grath, Martin Tschulik
Grundwasseruntersuchungen im Bereich der Katastralgemeinde Nonndorf
1989, 64 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Aufbauend auf Grundwasseruntersuchungen im Raum des unteren Kamptales wurden seitens des Landes Niederösterreich und des Umweltbundesamtes weitergehende Untersuchungen hinsichtlich der Nitratbelastung des Grundwassers im Gebiet der Kastralgemeinde Nonndorf, Marktgemeinde Gars am Kamp, durchgeführt. Für diese Untersuchungen wurden, zusätzlich zu dem durch die Hausbrunnen gegebenen Meßstellennetz, Grundwassersonden errichtet sowie entsprechende Wasserproben entnommen und analysiert. Die Ergebnisse wurden unter Berücksichtigung vorhandener Kenntnisse über relevante Rahmenbedingungen, wie z.B. der hydrogeologischen Situation und der lokalen landwirtschaftlichen Bewirtschaftungspraxis, ausgewertet und interpretiert. Entsprechend diesen Ergebnissen ist im Gebiet der Katastralgemeinde Nonndorf von einer Überlagerung von Einflüssen aus der Landwirtschaft mit Einflüssen aus unsachgemäßer Abwasserbeseitigung und der Lagerung von Wirtschaftsdünger auszugehen. Die Studie zeigt also, daß im verbauten Bereich durch bauliche Unzulänglichkeiten massive Grundwasserverunreinigungen auftreten können, aufgrund derer eine Versorgung aus Hausbrunnen unmöglich wird. (-z-)

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Manfred Sutterer
Wasserwirtschaftlicher Ressourcenschutz in Regionalplanung und Fachplanung. Referat zur Referendarausbildung im Innenministerium Stuttgart
1985, 20 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Starl, Hans
Hangwassermodellierungen und deren Möglichkeit zur Abschätzung von potenziellen Gefährdungen für Gebäude. Eine Analyse anhand von Starkregenereignissen in Oberösterreich
Bautechnik, 2020

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Laube, Friedrich-W.; Pflugbeil, Timo
Orientierende Untersuchungen zur Dichtheit von Sekundärbarrieren in Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen. Untersuchungen mithilfe einer Luftprüfung
Beton, 2020

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Kirsten, Tom
Grundstücksentwässerung. Planung und Erbringen von Überflutungsnachweisen
Neue Landschaft, 2019

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Eppel-Hotz, Angelika
Versickerungsmulden mit Pflanzen gestalten
Neue Landschaft, 2019

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König, Klaus W.
Betriebshöfe: Vorbildliches Regenwasserkonzept
Taspo Gartendesign, 2019

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