Das Projekt "Deuterium in Luftwasserdampf. Regen und Bodenfeuchte in der Negev Wueste/Israel. Modellvorhersagen ueber Bodenfeuchte-Aenderungen und Grundwasserspende anhand taeglicher Wetterdaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt.
Das Projekt "Identification of groundwater nitrogen point source contribution through combined distribute temperature sensing and in-situ UV photometry" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschafts-, Wasser- und Stoffhaushalt durchgeführt. Agriculture is the major contributor of nitrogen to ecosystems, both by organic and inorganic fertilizers. Percolation of nitrate to groundwater and further transport to surface waters is assumed to be one of the major pathways in the fate of this nitrogen. The quantification of groundwater and associated nitrate flux to streams is still challenging. In particular because we lack understanding of the spatial distribution and temporal variability of groundwater and associated NO3- fluxes. In this preliminary study we will focus on the identification and quantification of groundwater and associated nitrate fluxes by combining high resolution distributed fiber-optic temperature sensing (DTS) with in situ UV photometry (ProPS). DTS is a new technique that is capable to measure temperature over distances of km with a spatial resolution of ca1 m and an accuracy of 0.01 K. It has been applied successfully to identify and quantify sources of groundwater discharge to streams. ProPS is a submersible UV process photometer, which uses high precision spectral analyses to provide single substance concentrations, in our case NO3-, at minute intervals and a detection limit of less than 0.05 mg l-1 (ca.0.01 mg NO3--Nl-1). We will conduct field experiments using artificial point sources of lateral inflow to test DTS and ProPS based quantification approaches and estimate their uncertainty. The selected study area is the Schwingbach catchment in Hessen, Germany, which has a good monitoring infrastructure. Preliminary research on hydrological fluxes and field observations indicate that the catchment favors the intended study.
Das Projekt "WasMon - Monitoring der Versickerungsleistung bei grundwasserbetontem Waldumbau. (Wasserwald-Versickerungsmonitoring)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landwirtschaftskammer Niedersachsen durchgeführt. In niederschlagsarmen Regionen des östlichen Niedersachsens kommt aufgrund der ungünstigen Bodenverhältnisse der sich mit dem Klimawandel abzeichnende steigende Wasserbedarf besonders zum Tragen. Eine Situation, der in der Landwirtschaft nur noch begrenzt mit einer stärkeren Förderung begegnet werden kann. Für den erhöhten Bedarf der dort ortsüblichen Beregnung landwirtschaftlicher Flächen aus dem Grundwasser sind daher Möglichkeiten zu ergründen, die zu einer entsprechenden Erhöhung der Grundwasserspende führen. Hierzu zählt der Waldumbau. Waldgebiete stellen aufgrund der bleibend hohen Sickerwasserqualität generell bevorzugte Räume von Wasserschutzgebieten dar, doch ist die Grundwasserspende v.a. unter Nadelholz aufgrund hoher Verdunstungsverluste stark reduziert. Nach den Ergebnissen zahlreicher Untersuchungen kann der Umbau nadelholzreicher Waldbestände zu Laubwald oder laubbetontem Mischwald zu einer deutlichen Erhöhung der Sickerwassermenge von bis zu 100 mm beitragen. Diese Mengenangaben sind jedoch nur bedingt übertragbar und können von Modellen räumlich nur begrenzt abgebildet werden. Diesem Defizit soll durch Messungen zur Ermittlung des Wasserhaushaltes unterschiedlicher Bestockungsvarianten im Waldumbau in den betroffenen niederschlagsarmen Regionen begegnet werden. Es wurde ein Untersuchungskonzept erstellt, welches sich auf die Versuchsstandorte Wibbese und Elze bezieht. Für die jeweiligen Versuchsstandorte wurde eine Versuchsdesign entwickelt. Einzelheiten sind aus der Anlage zum Antrag zu entnehmen.
Das Projekt "Entwicklung eines Anrechnungsverfahrens für erhöhte Wasserspende durch grundwasserbetonten Waldumbau bei sinkendem Grundwasserdargebot als Folge von Klimawandel - Ein Projekt im Privatwald der östlichen Lüneburger Heide in Niedersachsen (Wasserwald)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landwirtschaftskammer Niedersachsen durchgeführt. Ziel des Projekts ist die nachhaltige Hebung der Grundwasserspende unter Wald und damit die Verbesserung des angespannten Gebietswasserhaushalts der Region. Der steigenden Nachfrage nach Grundwasser in der Region soll vorbeugend durch eine Erhöhung des Grundwasservorrats begegnet werden. Dringender Handlungsbedarf besteht insbesondere, weil zurzeit in der Region eine den Landschaftswasserhaushalt zusätzlich belastende wald-bauliche Situation besteht. Denn der - historisch bedingt - heute sehr hohe Anteil umbau-würdiger Kiefernwälder wird zurzeit zunehmend mit Douglasien unterpflanzt. Im Sinne einer Strategie zur Sicherung des Landschaftswasserhaushalts reduziert sich hierdurch das Potential fortschreitend. Wasserhaushaltssimulationen (verantwortlich: Auftrag nehmende Firma) Weiterentwicklung von klimaangepassten, grundwasserbetonten Waldentwicklungstypen (verantwortlich: Auftrag nehmende Firma). Projektbeirat: Aufbau eines Gremiums aus Wissenschaftlern und Stakeholdern (verantwortlich: Martin Hillmann, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Geschäftsbereich Forstwirtschaft (Eigenbeteiligung)) Dissemination der Ergebnisse und Einrichtung eines Flächenkatasters (verantwortlich: Martin Hillmann, Landwirtschaftskammer Niedersachsen i. V. m. örtlichen Forstdienststellen der Ostheide (Eigenbeteiligung) und Bewässerungsexperten u.a. der Landwirtschaftskammer (Eigenbeteiligung)) Ableitung eines Anrechnungssystems und Abstimmung mit den Fachbehörden (verantwortlich: Martin Hillmann, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Geschäftsbereich Forstwirtschaft, stellv. Leiter; Eigenbeteiligung).
Das Projekt "Die Bedeutung der Biodiversität für Stoffkreisläufe und biotische Interaktionen in temperaten Laubwäldern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg-August-Universität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Ökopedologie der Tropen und Subtropen durchgeführt. Die Auswirkungen der Biodiversität auf Produktion, biogeochemische Kreisläufe und biotische Iteraktionen stehen im Zentrum der aktuellen ökologischen Forschung. Im Unterschied zu Grünlandökosystemen gibt es jedoch erst wenige Untersuchungen zu diesem Thema an Wäldern. Die Notwendigkeit solcher Untersuchungen ergibt sich auch daraus, dass die mitteleuropäische Forstwirtschaft gegenwärtig einen Waldumbau durchführt, mit dem großflächig Ein-Art-Bestände in Mischwälder überführt werden sollen. Die langfristigen Konsequenzen, die dieser Waldumbau für Ökosystemfunktionen haben wird, sind jedoch noch nicht hinlänglich bekannt. Ziele Das Graduiertenkolleg 1086 untersucht die Rolle der Baumartendiversität in mitteleuropäischen Laubwäldern anhand von unterschiedlich diversen Beständen im Nationalpark Hainich (Thüringen). Schwerpunkt der Untersuchungen sind ihre Auswirkungen auf Biomasseproduktion, Kohlenstoffaufnahme, Nährstoff- und Wasserumsätze, Grundwasserspende, Nitratauswaschung und biotische Interaktionen zwischen Schlüsselorganismen sowie auf Ökosystemdienstleistungen. Ein innovativer Beitrag wird in diesem Zusammenhang durch Kronenraumforschung mit einem mobilen Hubwagen geleistet. Struktur Die 10 beteiligten Forschungsgruppen aus den Fakultäten Biologie, Landwirtschaft und Forstwissenschaften arbeiten als Experten in den Feldern Pflanzen- und Tierökologie, Bodenkunde, ökologische Modellierung und Umweltökonomie unter dem Dach des Göttinger Zentrums für Biodiversität und Ökologie zusammen, sowie im Rahmen des Forschungszentrums Waldökosysteme. Das Max-Planck-Institut für Biogeochemie (Jena) übernimmt eine wichtige Teilaufgabe des Untersuchungsprogramms (Altersbestimmung und Aufnahme von Kohlenstoff im Boden), die von der Universität Göttingen nicht geleistet werden kann. Das Graduiertenkolleg besteht aus durchschnittlich 14 Doktoranden, einem Postdoktoranden und bis zu 3 Qualifikationsstipendiaten. Das Untersuchungs- und internationale Studienprogramm gliedert sich in 3 Unterprogramme: A - Biodiversitätsanalyse und biotische Interaktionen, B - biogeochemische Kreisläufe, C - Synthese und Modellierung
Das Projekt "Investigation of Submarine Groundwater Discharge (SGD) for preventing pollution and eutrophication of the coastal Black Sea" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Analytik durchgeführt.
Das Projekt "Fully Coupled Hydrogeophysical Inversion of Salt-Tracer Experiments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eberhard Karls Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften (ZAG), Arbeitsgruppe Hydrogeology durchgeführt. Estimating hydraulic conductivity in heterogeneous aquifers remains a challenge of groundwater hydraulics. The propagation of salt plumes, introduced during controlled-release experiments, can be monitored by time-lapse electrical-resistivity tomography (ERT) using multiple combinations of current and potential electrodes. So far, the analysis of these ERT data has been cumbersome, because the inversion produces concentration images that still need to be interpreted in a hydraulic context. In a preceding project, we have developed a fully coupled hydrogeophysical inversion method for ERT data obtained during salt-tracer tests. The time series of electrical signals are characterized by their temporal moments. Temporal moment-generating equations allow approximating the mean breakthrough time of the electrical signal from flow and concentrationmoment equations without solving transient equations. These equations have been integrated into a geostatistical inversion method to infer the hydraulic-conductivity distribution from ERT data. The method has been applied to artificially generated test cases. Within the proposed one-year extension project, we will perform several series of salt-tracer tests in a quasi two-dimensional sandbox with increasingly complex fillings, monitor the experiments by time-lapse ERT, and invert their temporal moments with the fully coupled hydrogeophysical inversion method. We will simulate the transient concentration distributions with the inferred hydraulic conductivity fields and compare them to images taken during the experiments.
Das Projekt "Ermittlung des nutzbaren Grundwasserdargebots im Großraum Lübeck - Untersuchungen zur Genese und Dynamik der Grundwasserversalzung im Raum Lübeck" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geologische Wissenschaften, Fachbereich Geochemie, Hydrogeologie, Mineralogie, FR Ökonomische und Ökologische Geologie durchgeführt. Im Rahmen des Untersuchungsprogramms zur Ermittlung des nutzbaren Grundwasserdargebots im Raum Lübeck wird das FuE Vorhaben (Titel: s.o.) z.Z. bearbeitet. Neben der Quantität des Grundwasserdargebotes sind für die wasserwirtschaftlichen Planungen Erkenntnisse der Grundwasserqualität von besonderer Bedeutung, da eine ungünstige Grundwasserbeschaffenheit zu Einschränkungen hinsichtlich der Grundwassernutzung führt. Neben einer umfangreichen Datenanalyse der bereits vorhandenen Beschaffenheitsdaten, gilt es im weiteren Verlauf der Untersuchungen, die auch Probennahmen und aktuelle Analysen beinhalten, die Art und Verbreitung von Beschaffenheitstypen und ihre Dynamik in allen für die Grundwasserbewirtschaftung relevanten Grundwasserleiter zu ermitteln. Es sollen Bereiche, in denen Grundwasserleiter potenziell durch Schadstoff- und Düngemitteleinträge gefährdet sind sowie Salzwasserintrusionen möglich sind, erfasst und abgegrenzt werden, da sich hier Restriktionen für die Grundwassernutzung ergeben können. Mit Hilfe von Trendanalysen soll geklärt werden, wie sich die Grundwasserbeschaffenheit in diesem Bereich in den letzten 30 Jahren verändert hat und welche Mechanismen dazu beitrugen. Auf der Basis von Isotopenuntersuchungen inkl. der Analyse ausgewählter Spurenelemente soll die Herkunft der Salinität des Grundwassers ermittelt werden, um daraus die Dynamik der Salz-/Süßwassergrenze abzuleiten. Integriert in dieses F&E Vorhaben sind geothermische Untersuchungen an ausgewählten Grundwassermessstellen im Untertravebereich, dem Hauptgebiet der Untergrundversalzung. Die Analyse des Temperaturfeldes anhand von Messdaten lässt Rückschlüsse auf horizontale und vertikale Grundwasserströmungen zu und dokumentiert somit den Verlauf der Salz-/Süßwassergrenze. Gleichzeitig werden die Grundwassermessstellen durch die geothermische Befahrung einer Funktionsprüfung unterzogen.
Das Projekt "Submarine Groundwater-Fluxes and Transport-Processes from Methane Rich Coastal Sedimentary Environments (Sub-GATE) - Task 8: Groundwater flow modelling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. The goal of the project is to establish a 2D and a 3D groundwater flow model at the transition of subterranean-submarine hydrological regime of proposed seepage systems. To achieve this the enhancement of the numerical formulation and solution procedure of the sharp interface modeling approach for multilayered aquifer systems is necessary. These enhancements include an improved choice of the dependent variables to yield a more robust conservative numerical approximation, less restrictive vertical leakage calculation, rigorous treatment of well conditions, full Newton-Raphson treatment of nonlinearities, and the use of an efficient solver technique (UG, see BASTIAN, 1993). The approach is based on the multiphase flow, transport and energy model (MUFTE, see HELMIG et al., 1994). The necessary steps are: 1. Simulating the submarine groundwater discharge at the outflow of a vent and a seep area by a two dimensional flow and transport model (MUFTE UG). Different characteristic hydrological and submarine flow regimes of the examined area will be studied with the purpose to predict the order of magnitude of water and (non-reactive) mass fluxes at the vent and seep sites. By adjusting the model in order to approximate the representative hydraulic and chemical parameters, the main mechanisms which are controlling the submarine groundwater discharge will be analyzed. 2. Based on these studies of the subterranean-submarine flow regime a numerical model will be established and calibrated for the prediction of the water and mass fluxes in different subdomaines of the area of interest.
Das Projekt "Testfeld Wasser-Boden: Teilprojekt I: Transportvorgänge und Sickerwasserqualität in der ungesättigten Zone unter konventionell und alternativ bewirtschafteten Ackerflächen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenbau und Grünland durchgeführt. In der konventionellen Landwirtschaft gelangen ausser Duengemitteln verschiedenste Chemikalien in den Boden. Je nach deren Mobilitaet und Persistenz ist bei gegebenen hydrologischen Bedingungen mit mehr oder weniger Verlagerung zu rechnen. In der alternativen Landwirtschaft wird teilweise oder ganz auf den Einsatz von Agrarchemikalien verzichtet. Inwieweit sich dieser Verzicht auf die Zusammensetzung des Poren- und Sickerwassers auswirkt, wurde bisher nicht systematisch und vergleichend untersucht. Der Vergleich beider Bewirtschaftungsweisen bezueglich der Qualitaet der Grundwasserspende ist ein wichtiges Ziel des Vorhabens. Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung eines rationellen Verfahrens zur Festsetzung der Wiederholungsmessungen fuer relevante Feldgroessen in Zeit und Raum. Mit geostatischen Methoden soll fuer Wasser- und Stoffhaushaltungsuntersuchungen ein Verfahren zur Charakterisierung der raeumlichen Variabilitaet und zur Auswahl von Messstellen entwickelt werden. Die in Horkheim durchgefuehrten Untersuchungen belegen, dass mit einer umweltschonenden Bewirtschaftung die Qualitaet des Sickerwassers deutlich verbessert werden kann. Die Gehalte an Nitrat und Herbizid (Terbuthylazin) konnten sowohl im Boden als auch im Sickerwasser deutlich reduziert werden. Im Mittel betrugen die Nmin-Werte im Herbst 20 kg NO3-N/ha (konventionell 70 kg NO3-N) und lagen damit deutlich unter dem von der SchALVO geforderten Grenzwert von 45 kg NO3-N/ha. Auch die Nitratkonzentration im Porenwasser in 160 cm Tiefe lagen immer deutlich unter 50 mg/l (konventionell ueber 100 mg/l) und erreichten damit in Bezug auf Nitrat Trinkwasserqualitaet. Die Terbuthylazinkonzentrationen im Porenwasser uebersteigen zwar den Grenzwert von 0,1 mg/l, blieben jedoch insgesamt unter 1 mg/l und erreichten damit im Mittel nur 10 Prozent der Konzentrationen, die unter der konventionell bewirtschafteten Parzelle gemessen wurden.
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| Bund | 17 |
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| Förderprogramm | 17 |
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| Boden | 17 |
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