Das Projekt "The effect of water storage variations on in-situ gravity measurements and their use for hydrology (HYGRA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Water storage variations in the soil, groundwater, snow cover and in surface water bodies cause a gravitational effect due to mass attraction. Thus, there exists a strong interrelation between hydrology and gravity. From a hydrological perspective, the estimation of water storage and its spatio-temporal changes is essential for setting up water balances and for effective water use and management. However, direct measurements of local water storage changes are still a challenging task while time-variable gravity observations are a promising tool as an integrative measure of total water storage changes. From a geodetic perspective, the hydrological gravity effect is an interfering signal, which imposes noise on gravimetric measurements and thus has to be eliminated from the gravity records. Superconducting gravimeters (SG) enable the in situ observation of the temporal changes of the earth gravity field. These SG data contain information about polar motion, earth tides, oscillations of the earth, atmospheric pressure and hydrology. But still variations in local water masses have a significant influence on SG measurements. Hence, the question is: How does local water storage change influence the signal of SG measurements? Objective: The objective of the HYGRA project is to separate the local hydrological signal from the integral signal of the SG records. From the geodetic perspective, this will provide a tool to remove the unwanted hydrological noise in SG recordings. At the same time, the hydrological gravity signal bears the potential to estimate hydrological state variables (ground water, soil moisture). Study Area: The HYGRA project focuses the relation of local hydrology and gravity in following study areas: Geodätisches Observatorium Wettzell, Deutschland; South African Geodynamic Observatory (SAGOS). Method The investigation of the interrelation between hydrology and geodesy is done by following worksteps: 1. 4D Simulation of the influence of water storage changes on the superconducting gravimeter; 2. Measuring and modelling of the different water storages; namely groundwater, soil moisture and snow; 3. Transformation of the water storage changes to a gravimetric signal; 4. Comparison between the measured gravity change by the SG and the estimated hydrological gravity response.
Das Projekt "Antimony leaching from contaminated soil under different water regimes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für terrestrische Ökosysteme, Ökosystemmanagement durchgeführt. Antimony (Sb) is a rather rare element in the earth's crust, but in the recent past, human activities have led to highly elevated Sb concentrations in soils and sediments at many locations and, as a consequence, to increased exposure of biota to this toxic element. Soil contamination by Sb has recently become an urgent issue in particular on shooting ranges. In Switzerland, all shooting ranges are currently examined and will be remediated within the next decade. This implies the removal of large quantities of contaminated soil. Large fractions of these soils are not heavily contaminated but have to be treated because they are located in pollution-sensitive areas such as groundwater protection zones. This soil can potentially be reused for less sensitive types of land-use, saving high treatment costs and precious hazardous waste disposal space. Knowledge about the risks of Sb leaching from such soils is very limited, however. One key factor regarding solute leaching is the water regime, particularly in soils subject to permanent or periodic water-logging. Water-logging strongly inhibits soil aeration, and this can have a strong influence on the entirety of chemical and biological conditions affecting solute transport in soil. This holds all the more for elements that are sensitive to changes in their oxidation state under environmental conditions such as Sb. Given that there is very little information available on the transport behavior of Sb in soils, particularly under dynamic water regimes, this project has the aim to investigate the influence of water-logging on Sb leaching from contaminated soil. For this purpose, we carry out experiments with a relocated shooting range soil as well as with a comparable synthetic soil in order to identify and model the role of sorption and redox processes on Sb mobilization and leaching. Special attention will be given to the speciation of Sb in the soil solution. The results will be relevant beyond providing a scientific basis for the risk assessment of Sb leaching from contaminated soil, as it will also further the mechanistic understanding of how water-logging affects the transport of redox-sensitive solutes in soils in general.
Das Projekt "Effects of different tillage methods on runoff, soil loss, and erosion related soil quality indicators on sloped cropland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Hydraulik und landeskulturelle Wasserwirtschaft durchgeführt. Bodenerosion ist eine der größten Bedrohungen der Ressource Boden. Abtrag des Oberbodens sowie Deposition des erodierten Bodenmaterials beeinflussen alle Bodenfunktionen wie Bodenproduktivität, Filter-, Puffer- und Transformatorfunktion. Im Jahr 1994 wurde an drei Standorten in Niederösterreich ein Feldversuch begonnen, um die Auswirkungen unterschiedlicher Bodenbearbeitungen auf Pflanzenertrag, Oberflächenabfluss, Bodenabtrag sowie Nährstoff- und Pestizidverluste zu untersuchen. Bei den Bearbeitungsvarianten handelt es sich um 1) konventionelle Bodenbearbeitung, 2) bodenschonende Bodenbearbeitung mit Wintergründecke, und 3) Minimalbodenbearbeitung mit Wintergründecke. Acht Jahre nach Beginn dieses Versuches sollen im Rahmen dieses Projektes die Auswirkungen der unterschiedlichen Bodenbearbeitungen auf Bodenqualitätskennwerte untersucht werden. Ziele dieses Vorhabens bestehen in 1) der Untersuchung der Auswirkungen konventioneller, bodenschonender und Minimalbodenbarbeitung auf physikalische, chemische und biologische Bodenkennwerte, 2) der Untersuchung der infolge Bodenbearbeitung hervorgerufenen räumliche und zeitliche Variabilität von Bodenkennwerten entlang von Hängen und 3) der Sammlung von Daten zur Bewertung von 'best management practices' (BMP). Die Erosionsmessungen werden an den drei Standorten für jede Variante an 4 m breiten und 15 m langen Messflächen vorgenommen. Die Hangneigungen betragen zwischen 6 und 16 Prozent. Abfluss, Bodenabtrag sowie gelöste und an Sediment gebundenen Nährstoff- und Pestizidabträge werden für jedes erosive Ereignis gemessen. Zur Abschätzung langjähriger Auswirkungen von Bodenbearbeitung/bewirtschaftung auf Bodenqualität werden an jedem Standort und von jeder Variante ungestörte und gestörte Bodenproben aus unterschiedlichen Bodentiefen entnommen und die wesentlichen bodenphysikalischen, -chemischen und -biologischen Kennwerte bestimmt. Um die zeitliche und räumliche Variabilität zu untersuchen, werden bei jeder Variante drei Hangabschnitte festgelegt und zwar Oberhang, Mittelhang und Hangfuß. Bodenwassergehalt und Bodenwasserspannung werden in wöchentlichen Intervallen gemessen, um ev. Unterschiede der hydrologischen Zuständen in unterschiedlichen Hangbereichen zu erfassen. In etwa vierwöchigen Abständen werden aus 0-30cm Bodentiefe Bodenproben entnommen und physikalische, chemische und biologische Bodenparameter bestimmt. Bei der Ernte wird für jeden Hangabschnitt der Pflanzenertrag gemessen. Verbesserte Bodenqualität verringert mögliche Beeinträchtigungen der Umwelt wie etwa potentielle Kontamination von Oberflächen- und Grundwässern durch Nährstoffe und Pestizide. Weiters wird das Projekt Daten für die Bewertung von BMPs und Informationen über die Lage von 'sensitiven' Gebieten innerhalb von Einzugsgebieten liefern.
Das Projekt "Verification of the designation of sensitive areas under the urban wastewater treatment directive and nitrate vulnerable zones under the nitrate directive." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Hydraulik und landeskulturelle Wasserwirtschaft durchgeführt. Die seit 1990 vorliegenden Wassergütemessdaten Österreichs werden nach vorgegebenen EU-Richtlinien ausgewertet und entsprechende Schutzzonen ausgewiesen.
Das Projekt "Nachhaltigkeitsbewertungen: Werkzeuge für die Abschätzung umweltrelevanter, sozialer und wirtschaftlicher Einflüsse einer multifunktionalen Landnutzung europäischer Regionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Waldbau durchgeführt. The objectives of SENSOR is to deliver an ex-ante Sustainability Impact Assessment Tools (SIAT) to support decision making on European policies related to multifunctional land use in European regions. SIAT will be a user-oriented set of operational tools applying spatial reference frameworks and data management systems for assessing trade-off relations regarding cost-benefit and environmental effects of different EU policy options with regard to their impact on landscape functions paying special attention to sensitive areas. While specifically designed for economic valuation of social-environmental goods and services, SIAT will link existing European data sets with targeted region-specific information on problems, risks and thresholds of sustainability by making use of participatory approaches and policy scenarios. The scientific and technological objectives are: - Analyze the combined, synergetic and inter-related policy effects for various sectors on land use with regard to sustainability objectives at the Europe level; - Develop spatial reference frameworks and regional policy scenarios for identifying problems, risks and thresholds of sustainability at the regional level; - Design a data-driven, user-oriented desk-top tool-set that allows European decision makers to run ex-ante Sustainability Impact Assessment for concrete policy options.