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Statistical downscaling of extremes of precipitation in mesoscale catchments from different RCMs and their effects on local hydrology

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[Quelle: http://d-nb.info]

Niederschlag und Temperatur sind zwei der wichtigsten Größen in globalen Klimamodellen, da sie andere meteorologische Variablen, (wie z.B. die Luftfeuchtigkeit oder die Verdunstung), hydrologische Variablen (wie z.B. den Oberflächenabfluss) und ganz direkt die Lebensbedingungen des Menschen (z.B. die Nahrungsmittelproduktion) stark beeinflussen. Unter den weiteren großräumigen und lokalen Bedingungen, die das Auftreten von Niederschlag und die Niederschlagsmenge bestimmen, spielen die geographischen und topographischen Gegebenheiten die wahrscheinlich wichtigste Rolle. Darum müssen diese Größen für jedes einzelne Zielgebiet einer Klimawandelabschätzung lokal analysiert werden. Die Skala, auf der die globalen Klimamodelle (engl. ''Global Circulation Models'' - kurz: "GCM") arbeiten, ist allerdings zu groß für sinnvolle Untersuchungen zukünftiger Niederschlag- und Temperaturverhältnisse auf lokalem Maßstab. Deshalb wurden andere Methoden entwickelt, um die Nützlichkeit und die Auflösung der GCM-Daten auf lokaler Ebene zu erhöhen (sog. "Downscaling"). Als eine grobe Einteilung der Dowscaling-Methoden spricht man von statistischem und dynamischem Downscaling. Beim statistischen Downscaling wird versucht, eine Beziehung zwischen den großskalig simulierten Variablen aus den GCMs (Prädiktoren) und beobachteten lokalen Messwerten (Prädiktanten) zu etablieren. Der Ansatz des dynamischen Downscaling mittels regionaler Klimamodelle (engl. "Regional Circulation Models" - kurz: "RCM") besteht darin, ein physikalisches Modell mit mehr oder weniger der gleichen Komplexität wie das GCM in dieses einzubetten. Das RCM erhält seine Eingabewerte als Randbedingungen aus dem GCM und berechnet die vorliegenden physikalischen Gleichungen erneut auf einer deutlich feineren Skala. Damit können die lokalen Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Es wird angenommen, dass die Ergebnisse somit besser für Untersuchungen im lokalen Maßstab geeignet sind. Beide Downscaling-Methoden werden weltweit vielfältig in Klimawandelstudien und Klimafolgekosten-Analysen eingesetzt. Die Güte der Ergebnisse ist sehr unterschiedlich und es werden ständig neue Techniken entwickelt, um diese zu verbessern. Beide Methoden haben ihre typischen Vor- und Nachteile. Statistische Downscaling-Methoden sind weit weniger rechenintensiv. Allerdings basieren sie auf der Annahme, dass der Zusammenhang zwischen globalen und lokalen Variablen konstant ist, was in manchen Fällen schwer zu rechtfertigen ist. RCMs auf der anderen Seite können zwar die physikalischen Gleichungen auf einem lokalen Maßstab lösen, erben aber über die Randbedingungen die Modellfehler aus dem antreibenden GCMs. In der Arbeit wird eine statistische Downscaling-Methode vorgestellt, die versucht, die aus dem GCM geerbten Modellfehler zu korrigieren.

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DWA-Themen T1/2021, August 2021. Auswirkungen von landwirtschaftlichen Maßnahmen auf die Beschaffenheit des Sicker- und Grundwassers
DWA-Themen, Band T1/2021
Inhaltsgleich mit DVGW-Information Wasser Nr. 109.
2021, 162 S., 106 Abb., 27 Tab.,

 

 

Der Themenband ergänzt das Merkblatt DWA-M 911 "Möglichkeiten der Effizienzkontrolle von Maßnahmen zur grundwasserschonenden Bodennutzung am Beispiel des Stickstoffs" mit einer bundesweiten Beispielsammlung für den Einsatz von Maßnahmen, Anbauverfahren und Fruchtfolgen zur Reduzierung des Stickstoffaustrags in der Landwirtschaft. Die Beispiele umfassen einerseits betriebliche Maßnahmen und Verfahren zur Steuerung des Stickstoffaustrags. Andererseits werden Maßnahmen und Auswirkungen auf der Ebene von Einzugsgebieten mit einem breiten regionalen Querschnitt vorgestellt und schließlich Landesprogramme zur Nitratminderungsstrategie und Umsetzung der Vorgaben der EG-Wasserrahmenrichtlinie. Zielgruppe: in der Landwirtschaft Tätige und landwirtschaftliche Berater*innen, Verantwortliche für die Steuerung der Nährstoffflüsse in der Umwelt. Der DWA-Themenband wird inhaltsgleich als DVGW-Information Wasser Nr. 109 erscheinen.

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Herausforderung Regenwasser 2019-2020
GWF-Praxiswissen, Band GWF Edition
2019, 80 S., 297 x 210 mm, Softcover
Vulkan Verlag

 

 

Die Schäden durch Starkregen in Deutschland haben sich im Jahr 2016 gegenüber dem Vorjahr verzehnfacht. Der Umgang mit Regenwasser wird mehr und mehr zur Herausforderung für Kommunen und Architekten, Städteplaner und Wasserbauer, für die Siedlungswasserwirtschaft und Infrastrukturplanung. Der Praxiswissen-Band "Herausforderung Regenwasser" behandelt Fragen des Risikomanagements und der kommunalen Haftung, untersucht Modelle der Überflutungsvorsorge in Zeiten des Klimawandels und betrachtet die Leistungsfähigkeit verschiedener aktueller Systeme zur Ableitung und Nutzung von Regenwasser. Neue Wege der Retention werden vorgestellt und bewährte, langjährig betriebene dezentrale Versickerungsanlagen auf den Prüfstand gestellt. Auch die Schadstoffbelastung, vor allem von Verkehrsflächenabflüssen, steht im Fokus. "Herausforderung Regenwasser" gibt einen aktuellen Überblick über erprobte und innovative Antworten auf eine wachsende Naturgefahr, die uns auch in Zukunft beschäftigen wird.

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DWA-Themen T2/2017, März 2017. Niederschlagserfassung durch Radar und Anwendung in der Wasserwirtschaft
DWA-Themen, Band T2/2017
2017, 99 S., 64 Abb., 5 Tab.,

 

 

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
Erdkundliches Wissen, Schriftenreihe für Forschung und Praxis, Band 162
Die politische Ökologie des Wassers im Nordosten Brasiliens. Dissertationsschrift
2017, 437 S., 46 schw.-w. Abb., 12 schw.-w. Tab. 24 cm, 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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DWA-Themen T 2/2013, September 2013. Wechselwirkungen zwischen Grund- und Oberflächenwasser
DWA-Themen, Band T 2/2013
2013, 157 S., zahlr. Abb. u. Tab.,

 

 

Die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen Grundwasserleitern und Oberflächengewässern prägen entscheidend den Landschaftswasserhaushalt. Der weitaus größte Anteil des Wassers in oberirdischen Gewässern sickert aus den angrenzenden Grundwasserspeichern ein. Bei hohen Wasserständen durch Hochwasser erfolgt umgekehrt eine Rückspeicherung von Oberflächenwasser in die angrenzenden Grundwasserleiter. Es wird über die in den letzten Jahren zahlreich entwickelten und auch angewandten Verfahren und Modelle für die Beschreibung und Quantifizierung der hydrologischen, hydraulischen, geochemischen und biologischen Prozesse zwischen Grund- und Oberflächenwasser berichtet, Fallbeispiele ergänzen die grundsätzlichen Erläuterungen.

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Forschungsberichte

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Hochwasser-Kolloquium vom 24.Okt.1991 in Bad Liebenzell. 3.Bericht zum Hochwasser
Bauforschung, Band T 2487
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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Wolfgang Hartl
Pestizidrückstände in Boden- und Grundwasserproben des Bezirkes Gänserndorf
Bauforschung, Band T 2322
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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Fridtjof Bauer
Die unterirdischen Abflußverhältnisse im Dachsteingebiet und ihre Bedeutung für den Karst-Wasserschutz
Bauforschung, Band T 2315
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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Johannes Grath, Martin Tschulik
Grundwasseruntersuchungen im Bereich der Katastralgemeinde Nonndorf
Bauforschung, Band T 2317
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

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Witt, Reinhard
Regenwassermanagement. Versickerungsmulden ohne Oberboden - ein Novum?
Neue Landschaft, 2021

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Saluz, Andrea Gion; Heinrich, Axel; Stevanovic, Stefan
Regenwasser-Management - das Prinzip Schwammstadt. Für ein besseres Stadtklima - Ansätze aus Zürich.
Stadt + Grün : das Gartenamt, 2021

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Schmidt, Matthias
Ungleiche Energiepotenziale in Zentralasien - Perspektiven der Politischen Ökologie
Geographische Rundschau, 2021

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Herrgen, Thomas
Der Weg des Wassers. Neuer Lehrpfad über das kostbare Nass in Frankfurt am Main. (kostenlos)
Stadt + Grün : das Gartenamt, 2021

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Tüxen, Markus; Einfalt, Thomas
Anmerkungen zu rechtlichen Fragen der Veröffentlichung von Starkregengefahrenkarten
KA Korrespondenz Abwasser, Abfall, 2021

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