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Forschungsverbund Agraroekosysteme Muenchen (FAM) - Teilprojekt: (Teilprojekt W3) Wasser- und Feststoffbilanz

Das Projekt "Forschungsverbund Agraroekosysteme Muenchen (FAM) - Teilprojekt: (Teilprojekt W3) Wasser- und Feststoffbilanz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Bodenkunde und Standortslehre durchgeführt. Es wird geprueft, inwieweit sich Parameter des Oberbodengefueges durch die Mulchbewirtschaftung und die Massnahmen zur Verminderung des Bodendrucks veraendert haben. Die Parameteraenderungen koennten auch die funktional und modellhaft nicht erklaerbare Abnahme des Oberflaechenabflusses bewirkt haben. Daher sollen die Abflussmessungen weiter fortgefuehrt und ausgewertet werden. Weiterhin soll die bislang ungeklaerte bewirtschaftungsbedingte Abnahme des Abflusses ueber die Jahre mit Hilfe eines modifizierten, regenenergieabhaengigen Horton-Modells beschrieben werden. Dazu muessen zunaechst Pedotransferfunktionen erarbeitet werden, die die flaechenhafte Anwendung des Horton-Modells erlauben. Dann wird der Einfluss der Mulchbedeckung selbst auf die Abflussbildung mit dem Horton-Modell berechnet. Schliesslich wird geprueft, ob und in wieweit die Veraenderungen in der Oberflaechenstruktur sich auf die Horton-Parameter auswirken, und welchen Anteil diese Veraenderungen an der hoeheren Infiltration haben.

Aufnahmepotential der Standorte fuer organische Abfaelle als Bestandteil von Landnutzungsoptionen

Das Projekt "Aufnahmepotential der Standorte fuer organische Abfaelle als Bestandteil von Landnutzungsoptionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 09 Agrarwissenschaften, Ökotrophologie und Umweltmanagement, Institut für Landeskultur durchgeführt. Die Arbeitshypothese fuer das Vorhaben im Sonderforschungsbereich 'Landnutzungskonzepte fuer periphere Regionen' lautet, dass Landschaften, die nicht mehr landwirtschaftlich genutzt werden, auch keine organischen Abfaelle aufnehmen koennen. Im Projektgebiet Lahn-Dill-Bergland soll daher untersucht werden, wie gross das Aufnahmepotential fuer organische Abfaelle in landwirtschaftlich extensiv genutzten Raeumen ist. Im Vordergrund steht dabei anfangs die modellhafte Bearbeitung in Zusammenarbeit mit verschiedenen Teilprojekten des Sonderforschungsbereichs mit dem Ziel der Uebertragbarkeit auf andere Regionen. Fuer die Bewertung des Aufnahmepotentials muessen Naehrstoffe (vor allem Stickstoff, Phosphor, Kalium und Kalk) und Schwermetalle als persistente Schadstoffe beruecksichtigt werden. Von den Schwermetallen sollen im einzelnen Blei, Cadmium, Zink und Quecksilber naeher untersucht werden. Als Bewertungsinstrumente dienen, neben der Bilanzierung, die Bestimmung von Sorptionsisothermen als Funktion der Bodenart, des Humusgehaltes, der Sesquioxidkonzentration und des pH-Wertes. Anhand der Sorptionsisothermen und der Beruecksichtigung tolerierbarer, humantoxikologischer Grenzwerte von Schwermetallen in der Bodenloesung soll der tolerierbare Festphasengehalt des Bodens quantifiziert werden. Der Vergleich mit den aktuellen Schwermetallgehalten liefert darauf aufbauend das Schwermetallaufnahmepotential bzw. ueber die Schwermetallkonzentration im Kompost/Klaerschlamm das Aufnahmepotential fuer organische Siedlungsabfaelle. Die Uebertragung der Untersuchungen auf andere Landschaftsraeume soll mittels Pedotransferfunktionen in einem Geographischen Informationssystem durchgefuehrt werden, die gleichermassen eine Prognose der Schwermetallmobilitaet bei geaenderter Landbewirtschaftung (z.B. Bodenversauerung) erlauben (Szenarien). Das Verlagerungspotential von Schwermetallen ins Grundwasser (und Oberflaechenwasser) soll dabei mit dem sog. Retardationsfaktor abgeschaetzt werden.

Methodenbausteine Bodenschutz - Regionalisierung des Schwermetallverlagerungspotentials fuer die Boeden Sachsen: hier Kartenblatt Freiberg

Das Projekt "Methodenbausteine Bodenschutz - Regionalisierung des Schwermetallverlagerungspotentials fuer die Boeden Sachsen: hier Kartenblatt Freiberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 09 Agrarwissenschaften, Ökotrophologie und Umweltmanagement, Institut für Landeskultur durchgeführt. Ermittlung des Schwermetallrueckhaltevermoegens der Leitbodenformen des Kartenblattes L 5146 Blatt Freiberg (BK50) und Ableitung diesbezueglicher Karten des gleichen Massstabes unter Beruecksichtigung der klimatischen Gegebenheiten. Fuer die Schwermetalle Blei und Cadmium sowie fuer das Halbmetall Arsen sollen die Retardation in den Boeden des Kartenblattes L5146 sowie die Verlagerungsgeschwindigkeit experimentell ermittelt, digital und regionalisiert verarbeitet und kartographisch dargestellt werden. Die Regionalisierung dieser Bodeneigenschaften (Bodenfunktion 'Ausgleichskoerper im Stoffkreislauf') bildet im Sinne des vorsorgenden Boden- und Gewaesserschutzes eine Grundlage u.a. fuer die Gefahrenabschaetzung bei der Verwertung organischer Siedlungsabfaelle (z.B. Kompost und Klaerschlamm) auf und in Boeden. In diesem Zusammenhang sollten aus den Ergebnissen Empfehlungen hinsichtlich der Ausweisung von Bodenbelastungsgebieten und Bewirtschaftung abgeleitet werden koennen. Kurzdarstellung der Ergebnisse: 40 Profile (bzw. 159 Horizont- und Schichtproben) der Boeden des Kartenblattes Freiberg wurden auf die Kennwerte Ton-, Schluff-, Sand-, Skelettgehalt, pH-Wert, Organische Substanz, Trockenrohdichte laborativ untersucht. Anschliessend wurde der Schwermetallstatus der Boeden ueber Koenigswasseraufschluss, EDTA-Extrakt sowie Calcium-Nitrat-Extrakt festgestellt. Die Sorptionseigenschaften wurden ueber Batch-Versuche und Sorptionsisothermie mit unterschiedlichen Konzentrationsstufen ermittelt. In die gemessenen Sorptionsgleichgewichtskonzentrationen der Bodenloesung und der Festphase wurde die FREUNDLICH-Isotherme gelegt, daraus wurden die FREUNDLICH-Gleichung, die Pedotransferfunktionen sowie die Retardationsfaktoren und die Verlagerungsgeschwindigkeit fuer Schwermetalle berechnet.

Entwicklung eines Verfahrens zur Quantifizierung von Stoffkonzentrationen im Sickerwasser auf der Grundlage chemischer und physikalischer Pedotransferfunktionen

Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Quantifizierung von Stoffkonzentrationen im Sickerwasser auf der Grundlage chemischer und physikalischer Pedotransferfunktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, ein Verfahren zur Verfuegung zu stellen, mit welchem der Transport von anorganischen Schadstoffen durch die unbelastete ungesaettigte Bodenzone bis zur gesaettigten Zone mittels eines Verlagerungsmodells prognostiziert werden kann. Fuer die Bundesrepublik Deutschland sollen, unter Beruecksichtigung der pedoregionalen Repraesentanz der Boeden, typische Unterboeden im Hinblick auf ihre Horizontabfolgen beprobt werden. Die an den Proben bestimmten erweiterten Freundlichisothermen sollen fuer die Entwicklung von substratuebergreifenden Sorptionsisothermen und Pedotransferfunktionen genutzt werden, mit dem Ziel, die fuer das Verlagerungsmodell notwendigen standortspezifischen Sorptionsisothermen, aus leicht zu ermittelnden Substratparametern, ableiten zu koennen. Zur Beschreibung der Verlagerung der Schadstoffe soll ein einfaches numerisches Stofftransportmodell mit stochastischen Eingangsgroessen verwendet werden. Standortspezifische Bodenwassergehalte und Sickerwassermengen fuer die Modellrechnungen sollen aus Bodenart bzw. leicht zugaenglichen Klimaparametern gewonnen werden.

Anwendung vorhandener Bodendaten zur Ableitung hydraulischer Parameter fuer Simulationsmodelle, umweltoekologische Studien und Landnutzungsplanung

Das Projekt "Anwendung vorhandener Bodendaten zur Ableitung hydraulischer Parameter fuer Simulationsmodelle, umweltoekologische Studien und Landnutzungsplanung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum fuer Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung, Institut fuer Bodenlandschaftsforschung durchgeführt. Ziel: Ableitung hydrophysikalischer Bodeneigenschaften aus vorhandenen Bodeninformationssystemen und Datenbanken. Fragestellungen: Wie koennen die oekologisch relevanten hydraulischen Kennfunktionen (Wasserretentions- und Wasserleitfaehigkeitsfunktion) mit Hilfe einfach zu erhebender Information abgeschaetzt werden? Wie gut stimmen Schaetzungen mit Messungen ueberein? Welche Informationsguete ist mit verschiedenen Bodenparametern zu erzielen? Welche Pedotransferfunktion ist fuer Prognosen geeignet? Ergebnisse: Zunaechst wurden fuer unterschiedlichste Boeden in Europa gemessene hydraulische Kennfunktionen archiviert und geographisch sowie Standorteigenschaften zugeordnet.

Prognosemodell fuer die Gewaesserbelastung durch Stofftransport aus einem kleinen laendlichen Einzugsgebiet (Weiherbachprojekt) - Teilprojekt 15: Ermittlung bodenhydraulischer Eigenschaften und Modellierung der Sickerwasserbewegung

Das Projekt "Prognosemodell fuer die Gewaesserbelastung durch Stofftransport aus einem kleinen laendlichen Einzugsgebiet (Weiherbachprojekt) - Teilprojekt 15: Ermittlung bodenhydraulischer Eigenschaften und Modellierung der Sickerwasserbewegung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Hydromechanik durchgeführt. Das Forschungsvorhaben ist Teil eines Verbundprojektes mit dem Gesamtziel einer Bilanzierung von Wasser und Stoffen, die aus einem kleinen und hauptsaechlich land- und forstwirtschaflich genutzten Einzugsgebiet ausgetragen werden. Hauptgegenstand des Forschungsvorhabens ist die numerische Simulation der Sickerwasserbewegung. Grundlage fuer die Berechnung der wasserungesaettigten Stroemung ist die Bestimmung von Parameterkurven, die den Zusammenhang zwischen hydraulischer Durchlassigkeit, Wassergehalt und Wasserspannung beschreiben. Anstelle der ueblichen zeitaufwendigen Bodenuntersuchungsmethoden soll ein einfaches Labormessverfahren sowie ein nichtlineares Optimierungsverfahren zur Auswertung der Messdaten eingesetzt werden (inverse Parameterbestimmung). Hierbei wird im wesentlichen nur der instationaere Ausfluss aus oder Zufluss in eine Bodenprobe infolge Druckaenderung gemessen. Mit Hilfe des mit der numerischen Simulation der Feuchtebewegung in der Bodenprobe gekoppelten Optimierungsverfahrens lassen sich die Parameterkurven inklusive Hysterese berechnen. Das Verfahren soll anwendungsreif entwickelt und fuer eine grosse Anzahl von Proben eingesetzt werden, um die raeumliche Variabilitaet der bodenhydraulischen Eigenschaften zu erfassen.

Entwicklung und Stabilität des Wiener Quellschutzwaldes unter Berücksichtigung der Klimaänderung - Arbeitsgruppe 3

Das Projekt "Entwicklung und Stabilität des Wiener Quellschutzwaldes unter Berücksichtigung der Klimaänderung - Arbeitsgruppe 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Waldökologie durchgeführt. Die Stabilität der Vegetation im Bereich der Quellschutzwälder ist durch den Klimawandel beeinträchtigt. Kurzfristig geänderte Klimabedingungen und Trockenstressphasen während der Vegetationsperiode können gravierende direkte und indirekte Auswirkungen auf Vitalität und Wachstum von Waldbäumen haben. Von der Arbeitsgruppe 3 werden für gegenwärtige und künftige Bestandestypen und -zustände hydrologische Modelle zur Ermittlung der 'Leaf area carrying capacity' parametrisiert um eine Grundlage für adaptives Waldmanagement zu schaffen. Im Rahmen des Projektes werden u.a. Pedotransferfunktionen für bodenhydrologische Kenngrößen entwickelt.

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