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Gewässertyp des Jahres (Applikation)

Der Gewässertyp des Jahres - Eine Aktion des Umweltbundesamtes. Grundlage für die Auswahl ist die nach der Wasserrahmenrichtlinie vorgenommene Einteilung der Gewässer in Typen. Aktuell werden in Deutschland 25 Fließgewässertypen, 14 Seentypen und 11 Typen für Küsten- und ⁠Übergangsgewässer⁠ unterschieden. Über die Gewässer des „Typs des Jahres“ erfahren Sie, welche besonderen Eigenschaften sie haben, wie sie überwiegend genutzt werden und wodurch sie besonders gefährdet sind. Gewässertypen des Jahres: 2011 - Typ 5: Grobmaterialreiche, silikatische Mittelgebirgsbäche; 2012 - Typ 15: Sand- und lehmgeprägte Tieflandflüsse und Typ 15_g: Große sand- und lehmgeprägte Tieflandflüsse; 2013 - Typ 3: Fließgewässer der Jungmoräne des Alpenvorlandes (Bäche der Jungmoräne des Alpenvorlandes (3.1); kleine Flüsse der Jungmoräne des Alpenvorlandes (3.2)); 2014 - Typ 13: Kalkreicher, geschichteter Tieflandsee mit relativ kleinem Einzugsgebiet (2 - 123 km²); 2015 - Typ N2: Salzreiches (Euhalines) Wattenmeer; 2016 - Typ 10: Kiesgeprägter Strom; 2017 - Typ 8: Talsperren; 2018 - Typ 14: Sandiger Tieflandbach; 2019 - Typ T1: Großes Ästuar; 2020 - Typ 7: Steiniger, kalkreicher Mittelgebirgsbach; 2021 - Typ 4: Alpensee; 2022 - Grundwasser; 2023 - Typ 9/9.1/Subtyp 9.1_K: Mittelgebirgsfluss; 2024 - Typ B3: Flaches Küstengewässer der Ostsee; 2025 - Typ 16: Kiesgeprägte Tieflandbäche; 2026 - Kleingewässer Der Gewässertyp des Jahres - Eine Aktion des Umweltbundesamtes<br><br> Grundlage für die Auswahl ist die nach der Wasserrahmenrichtlinie vorgenommene Einteilung der Gewässer in Typen. Aktuell werden in Deutschland 25 Fließgewässertypen, 14 Seentypen und 11 Typen für Küsten- und ⁠Übergangsgewässer⁠ unterschieden. Über die Gewässer des „Typs des Jahres“ erfahren Sie, welche besonderen Eigenschaften sie haben, wie sie überwiegend genutzt werden und wodurch sie besonders gefährdet sind. <br><br>Gewässertypen des Jahres: <br>2011 - Typ 5: Grobmaterialreiche, silikatische Mittelgebirgsbäche; <br>2012 - Typ 15: Sand- und lehmgeprägte Tieflandflüsse und Typ 15_g: Große sand- und lehmgeprägte Tieflandflüsse; <br>2013 - Typ 3: Fließgewässer der Jungmoräne des Alpenvorlandes (Bäche der Jungmoräne des Alpenvorlandes (3.1); kleine Flüsse der Jungmoräne des Alpenvorlandes (3.2)); <br>2014 - Typ 13: Kalkreicher, geschichteter Tieflandsee mit relativ kleinem Einzugsgebiet (2 - 123 km²); <br>2015 - Typ N2: Salzreiches (Euhalines) Wattenmeer; <br>2016 - Typ 10: Kiesgeprägter Strom; <br>2017 - Typ 8: Talsperren; <br>2018 - Typ 14: Sandiger Tieflandbach; <br>2019 - Typ T1: Großes Ästuar; <br>2020 - Typ 7: Steiniger, kalkreicher Mittelgebirgsbach; <br>2021 - Typ 4: Alpensee

Bundesweites Flächenziel für die Gewässerentwicklung

<p>In einem breiten Korridor kann sich die Wümme eigendynamisch entwickeln.</p><p>Die Fließgewässer in Deutschland nehmen nur noch etwa 1 Prozent der Landesfläche ein. Das ist nur ein Bruchteil ihrer ursprünglichen Ausdehnung. Sie sind touristisch kaum noch erlebbar und nur wenig resilient gegenüber den Folgen des Klimawandels. Diese Situation lässt sich erheblich verbessern, indem Bächen und Flüssen in unserer Kulturlandschaft wieder mehr Fläche zurückgegeben wird.</p><p>Ziele der Wasserrahmenrichtlinie erreichen – den Gewässern Naturfläche zurückgeben</p><p>Deutschland wird von einem dichten Netz von Bächen und Flüssen durchzogen. Die gesamte Länge aller Fließgewässer beträgt etwa 590.000 Kilometer. Dieses Gewässernetz wird intensiv genutzt und wurde zu Gunsten von Siedlungen, Landwirtschaft, Verkehr und Energiegewinnung weitreichend umgestaltet. Auf Grund der vielfältigen Eingriffe gilt nur noch 1 Prozent aller Fließgewässer als unbelastet. Die Ziele des Gewässerschutzes werden deutlich verfehlt. Die europäische ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wasserrahmenrichtlinie#alphabar">Wasserrahmenrichtlinie</a>⁠ fordert bis 2015 einen guten ökologischen Zustand der Fließgewässer herzustellen. Noch im Jahr 2022 wurde dieses Ziel in 90 Prozent der Bäche und Flüsse nicht erreicht <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/221010_uba_fb_wasserrichtlinie_bf.pdf">(Wasserrahmenrichtlinie – Gewässer in Deutschland 2021. Fortschritte und Herausforderungen).</a></p><p>Ein guter ökologischer Zustand und vielfältige Lebensraumangebote für unterschiedlichste Organismen sind eng miteinander verknüpft. Bäche und Flüsse können diese typischen Lebensräume jedoch nur ausbilden, wenn ihnen dafür Fläche zur Verfügung steht. Mehr Fläche bedeutet mehr Lebensraum und mehr ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biodiversitt#alphabar">Biodiversität</a>⁠.</p><p>Mehr Fläche für Gewässer schafft nicht nur die nötigen Randbedingungen für einen nachhaltigen Gewässerschutz. Naturnahe Fluss- und Auenlandschaften können nachweislich über 40 verschiedene Funktionen erfüllen und sind multifunktonal ( <a href="https://www.umweltbundesamt.de/leistungen-nutzen-renaturierter-fluesse">Leistungen und Nutzen renaturierter Flüsse</a>). Das Erschließen der Multifunktionalität eines Flächenziels für die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/g?tag=Gewsserentwicklung#alphabar">Gewässerentwicklung</a>⁠ ist daher auch Inhalt des <a href="https://www.bundesumweltministerium.de/natuerlicher-klimaschutz">Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz</a> und der <a href="https://www.bundesumweltministerium.de/wasserstrategie">Nationalen Wasserstrategie</a>.</p><p>Wie wird die Gewässerentwicklungsfläche ermittelt?</p><p>Bei der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/den-gewaessern-raum-zurueckgeben">Berechnung der nötigen Gewässerentwicklungsfläche</a> macht man sich Gesetzmäßigkeiten der natürlichen Flussentwicklung zu nutze. Ein Gewässerbett wird beispielsweise umso breiter, je mehr Wasser ein Bach oder Fluss normalerweise mit sich führt, je geringer das Gefälle ist und je mehr Widerstand dem fließenden Wasser entgegengebracht wird. Für die Berechnung der Gewässerbettbreite werden daher Informationen zum Talgefälle, Windungsgrad, Böschungsneigung, Sohlrauheit und Breiten-Tiefen-Verhältnis sowie zum mittleren bordvollen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Abfluss#alphabar">Abfluss</a>⁠ benötigt. Diese Informationen liegen z.B. in Form von typspezifischen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/hydromorphologische-steckbriefe-der-deutschen">Gewässersteckbriefen</a> vor.</p><p>Wie viel Fläche benötigen unsere Flusslandschaften?</p><p>Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde der Flächenbedarf unserer Fließgewässer berechnet. Alle Ergebnisse des Vorhabens sind in dem Bericht <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/den-gewaessern-raum-zurueckgeben">„Den Gewässern Raum zurückgeben. Ein bundesweites Flächenziel für die Gewässerentwicklung</a>“ und in dem Hintergrundpapier des Umweltbundesamtes <a href="https://umweltbundesamt.de/publikationen/fluessen-baechen-wieder-mehr-raum-zurueckgeben">„Flüssen und Bächen wieder mehr Raum zurückgeben“</a> publiziert.</p><p>Aus den Berechnungen hat sich ein Flächenbedarf von insgesamt 11.400 Quadratkilometern für das gesamte Fließgewässernetz Deutschlands ergeben. Zwei Drittel dieser Fläche stehen heute nicht mehr zur Verfügung. Das bedeutet, dass den <strong>Flüssen und Bächen 7.000 Quadratkilometer an Entwicklungsfläche zurückgegeben werden muss</strong>, um die Ziele im Gewässerschutz erreichen zu können. Dies entspricht <strong>etwa 2 Prozent der Fläche Deutschlands</strong>.</p><p>Ursprünglich dürften den Bächen und Flüssen etwa 7 Prozent der Fläche Deutschlands zur Verfügung gestanden haben. Diese Fläche wurde durch den Gewässerausbau und Eingriffe in Auen- und Gewässerflächen auf ca. 1 – 1,4 Prozent reduziert. Mit der Realisierung eines Flächenziels von 2 Prozent, würde den Fließgewässern daher der Entwicklungsraum zurückgegeben werden, den das Fließgewässer- und Auensystem im Minimum benötigt.</p><p>Naturfern begradigtes Gewässer (links) im Vergleich zu einem renaturierten Fluss (rechts). 2 Prozent mehr Fläche für Gewässer sind in Deutschland nötig.<br> Stephan Naumann (links), Wolfgang Kundel (terra-air services / Landkreis Verden) (rechts)</p><p>Diagramm, in dem auf der y-Achse die Fläche Deutschlands und auf der x-Achse die Zeit dargestellt. Es wird schematisch gezeigt, wie viel an Gewässerentwicklungsfläche durch den Gewässerausbau verloren wurde und wie viel Fläche für einen guten Ökologischen Zustand benötigt wird</p><p>Große Steine und Baustämme sorgen als Strömungslenker für eine Verzweigung der Fulda.</p><p>Gewundener Verlauf der neuen Wern mit deutlich erkennbarem Verlauf eines alten geradlinigen Grabens, der streckenweise in die Renaturierung integriert ist.<br> Wasserwirtschaftsamt Bad Kissingen</p><p>An der Wümme und ihren Nebengewässern wurden Gewässerrandstreifen auf einer Gewässerlänge von insgesamt ca. 35 km geschaffen.</p><p>An der renaturierten Ruhr hat sich schnell naturnaher Uferbewuchs eingestellt. Zudem verändert die Ruhr sich ständig. Laufverzweigungen und Inseln kommen und gehen.</p><p>Flüsse und Bäche beanspruchen je nach Typ unterschiedlich große Entwicklungsbreiten</p><p>Die berechneten Gewässerentwicklungsbreiten, die benötigt werden, um einen guten ökologischen Zustand erreichen zu können, weisen eine große Spannweite auf. In der Gewässerentwicklungsbreite ist sowohl die eigentliche Breite des Gewässers als auch die Breite enthalten, die ein Gewässer aktiv zum Beispiel bei Hochwasser umgestaltet. Wenn ein Fluss also eine Gewässerentwicklungsbreite von 50 m aufweist und das Gewässer selbst 10 Meter breit ist, werden links und rechts des Flusses also jeweils 20 Meter Fläche benötigt.</p><p>Bäche mit einem ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Einzugsgebiet#alphabar">Einzugsgebiet</a>⁠ größer als 10 Quadratkilometer benötigen, je nach Einzugsgebietsgröße und Gewässertyp, eine Entwicklungsbreite von 20 bis 40 Meter. Ihre Gewässerbreite beträgt natürlicherweise 4 bis 9 Meter. Noch kleinere Bäche mit einem Einzugsgebiet von weniger als 10 Quadratkilometer, sollten typischerweise Gewässerentwicklungsbreiten zwischen 7 und 14 Metern zur Verfügung gestellt bekommen.</p><p>Die Entwicklungsbreiten der kleinen Flüsse der Alpen und des Alpenvorlandes und die Mittelgebirgsflüsse betragen im Mittel 70 bis 110 Meter. Die potenziell natürliche Gewässerbreite dieser Gewässer liegt zwischen 15 und 22 Metern. Organisch geprägte Flüsse und Tieflandflüsse werden in der Regel bis 40 Meter breit. Das Ausmaß ihrer nötigen Gewässerentwicklungsbreite erreicht Werte von 150 bis über 200 Meter.</p><p>Werden die Einzugsgebiete der Flüsse noch größer und erreichen 1.000 bis 10.000 Quadratkilometer, nehmen auch ihr ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Abfluss#alphabar">Abfluss</a>⁠ und ihre Breite zu. Diese großen Flüsse können in Einzelfällen bis zu 130 Meter breit werden. Im Normalfall sind es 40 bis 100 Meter. Sie können bereits über 500 Meter Gewässerentwicklungsbreite beanspruchen, um ihr vollständiges Strukturinventar entwickeln zu können. Die mittleren Breiten der Gewässerentwicklungskorridore werden für 25 verschiedene Fließgewässertypen in den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/11850/publikationen/41_2025_texte_v2.pdf">Hydromorphologischen Steckbriefen</a> &nbsp;für verschiedene ökologische Gewässerzustände angegeben.</p><p>Darstellung der 3 methodischen Schritte und Anteile, welche die Breite des Gewässerentwicklungskorridors bestimmen.</p><p>Diagramm der Gewässerentwicklungskorridorbreiten in Abhängigkeit vom Gewässertyp</p><p>Literaturangaben</p><p>⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BfN#alphabar">BfN</a>⁠ [Hrsg.] (2012): <a href="https://www.bfn.de/publikationen/schriftenreihe-naturschutz-biologische-vielfalt/nabiv-heft-124-oekosystemfunktionen">Ökosystemfunktionen von Flussauen - Analyse und Bewertung von Hochwasserretention, Nährstoffrückhalt, Kohlenstoffvorrat, Treibhausgasemissionen und Habitatfunktio</a>n. NaBiV Heft 124</p><p>BfN [Hrsg.] (2023): <a href="https://www.bfn.de/publikationen/broschuere/den-fluessen-mehr-raum-geben">Den Flüssen mehr Raum geben. Renaturierung von Auen in Deutschland</a></p><p>⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMUV#alphabar">BMUV</a>⁠ [Hrsg.] (2023): <a href="https://www.bmuv.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Naturschutz/nbs_indikatorenbericht_2023_bf.pdf">Indikatorenbericht 2023 der Bundesregierung zur Nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt</a></p><p>BMUV/⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ [Hrsg.] (2022): <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/221010_uba_fb_wasserrichtlinie_bf.pdf">Die Wasserrahmenrichtlinie – Gewässer in Deutschland 2021</a>. Fortschritte und Herausforderungen. Bonn, Dessau.</p><p>Bundesregierung (2023a): Aktionsprogramm Natürlicher ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠. Kabinettsbeschluss vom 29. März 2023</p><p>Bundesregierung (2023b): Nationale Wasserstrategie. Kabinettsbeschluss vom 15. März 2023</p><p>Ehlert, T. &amp; S. Natho (2017): Auenrenaturierung in Deutschland – Analyse zum Stand der Umsetzung anhand einer bundesweiten Datenbank. Auenmagazin 12/2017.</p><p>Janssen, G., Wittig, S., Garack, S., Koenzen, U., Reuvers, C., Wiese, T., Wetzel, N. (2022): Wissenschaftlich fachliche Unterstützung der Nationalen Wasserstrategie - Kohärenz der flächenbezogenen Gewässerentwicklungsplanung gemäß WRRL mit der Raumplanung. Umweltbundesamt [Hrsg.] UBA -Texte 71/2022. Dessau.</p><p>⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LAWA#alphabar">LAWA</a>⁠ [Hrsg.] (2016): ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LAWA#alphabar">LAWA</a>⁠ Verfahrensempfehlung „Typspezifischer Flächenbedarf für die Entwicklung von Fließgewässern“ LFP Projekt O 4.13. Hintergrunddokument.</p><p>LAWA [Hrsg.] (2019b): LAWA-Verfahrensempfehlung zur Gewässerstrukturkartierung - Verfahren für mittelgroße bis große Fließgewässer.</p><p>Linnenweber, C., Koenzen, U., Steinrücke J. (2021): Gewässerentwicklungsflächen. Auenmagazin 20 / 2021. 4-9.</p><p>Müller, A., Kranl J., Pottgiesser, T., Schmidt,S., Albert, C., Greassidis, S., Stolpe H., Jolk C. (2025): Den Gewässern Raum zurückgeben. Ein bundesweites Flächenziel für die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/g?tag=Gewsserentwicklung#alphabar">Gewässerentwicklung</a>⁠. Umweltbundesamt [Hrsg.] UBA-Texte xx/2025: 92 Seiten, Dessau.</p><p>Statistisches Bundesamt (o. J.): FS 3 Land- und Forstwirtschaft, Fischerei, R. 5.1 Bodenfläche nach Art der tatsächlichen Nutzung, verschiedene Jahrgänge.</p><p>UBA [Umweltbundesamt, Hrsg.] (2023a): Flächenverfügbarkeit und Flächenbedarfe für den Ausbau der Windenergie an Land. CLIMATE CHANGE 32/2023. Autoren: Marian Bons, Martin Jakob, Thobias Sach, Dr. Carsten Pape, Christoph Zink, David Geiger, Dr. Nils Wegner, Olivia Boinski, Steffen Benz, Dr. Markus Kahles. Dessau.</p><p>WHG (2009): Wasserhaushaltsgesetz vom 31. Juli 2009 (BGBl. I S. 2585), das zuletzt durch Artikel 7 des Gesetzes vom 22. Dezember 2023 (BGBl. 2023 I Nr. 409) geändert worden ist.</p><p> <a href="https://www.lpv.de/uploads/tx_ttproducts/datasheet/DVL-Leitfaden_17_WRRL-web.pdf"><i></i> Kleine Fließgewässer kooperativ entwickeln</a> <a href="https://www.hcu-hamburg.de/fileadmin/documents/REAP/files/SCHWARK_etal_2005_Fliessgewaesserrenaturierung_heute_Effizienz_Umsetzungspraxis_BMBF-Abschlussbericht.pdf"><i></i> Schwark et al.: Fließgewässerrenaturierung heute – Effizienz und Umsetzungspraxis</a><a href="https://www.gewaesser-bewertung.de/"><i></i> UBA &amp; LAWA: Informationsplattform zur Bewertung der Oberflächengewässer gemäß Europäischer Wasserrahmenrichtlinie</a> </p>

Separating surface runoff from tile drainage flow in agricultural lowland catchments based on diatoms to improve modeled runoff components and phosphorous transport

Integrated water resources management in an ecologically and economically adequate way is receiving more and more attention when it comes to the development of sustainable strategies in either developed or developing countries. Ecohydrological models like the SWAT model are widely applied tools for sustainable management of water resources at river basin scale. Nevertheless it is still not clearly understood, how river basin management drives changes in the hydrological balance and the water quality of catchments. This is especially apparent in lowland catchments characterized by low hydraulic gradients, flat topography, high potential for water retention, a large amount of tile drainages and a close interaction of surface- and groundwater. The objective of this project is thus to test the applicability of a biological tracer (i.e. diatoms) for the detection of surface runoff and drainage flow in the example case of the Kielstau catchment (50 km2) in northern Germany. Based on the diatom and water quality analyses of daily mixed, rain event based river and tile drainage samplings, we aim to1) quantify the contribution of surface runoff to total river discharge in lowlands,2) separate surface runoff from tile drainage flow based on different diatom concentration of each flow component and determine the entry pathways of phosphorus into the river, and 3) implement the detected runoff generation and phosphorous transport processes into the newly introduced tile-drainage routine of the ecohydrological SWAT model to improve the routine structure and the model performance.

Gewässertyp des Jahres 2012

Das Umweltbundesamt kürt seit 2011 einen Gewässertyp des Jahres. Als Gewässertyp des Jahres 2012 wurde der "Sandig, lehmige Tieflandfluss" gewählt. Diesem Gewässertyp gehören z.B. Lippe, Ems, Aller, Alster, Elbe und Spree an.

FP7-ENVIRONMENT, Adaptive strategies to mitigate the impacts of climate change on European freshwater ecosystems (REFRESH)

Understanding how freshwater ecosystems will respond to future climate change is essential for the development of policies and implementation strategies needed to protect aquatic and riparian ecosystems. The future status of freshwater ecosystems is however, also dependent on changes in land-use, pollution loading and water demand. In addition the measures that need to be taken to restore freshwater ecosystems to good ecological health or to sustain priority species as required by EU Directives need to be designed either to adapt to future climate change or to mitigate the effects of climate change in the context of changing land-use. Generating the scientific understanding that enables such measures to be implemented successfully is the principal focus of REFRESH. It is concerned with the development of a system that will enable water managers to design cost-effective restoration programmes for freshwater ecosystems at the local and catchment scales that account for the expected future impacts of climate change and land-use change in the context of the WFD and Habitats Directive. At its centre is a process-based evaluation of the specific adaptive measures that might be taken to minimise the consequences of climate change on freshwater quantity, quality and biodiversity. The focus is on three principal climate-related and interacting pressures, increasing temperature, changes in water levels and flow regimes and excess nutrients, primarily with respect to lowland rivers, lakes and wetlands because these often pose the most difficult problems in meeting both the requirements of the WFD and Habitats Directive. REFRESH will advance our fundamental and applied science in 5 key areas: i) understanding how the functioning of freshwater ecosystems is affected by climate change; ii) new indicators of functional response and tools for assessing vulnerability; iii) modelling ecological processes; iv) integrated modelling; and v) adaptive management.

An Environmental Fluid Dynamics Laboratory in the Field: studies and numerical modeling of hydrodynamics, morphodynamics and invertebrate ecology in river meanders

Turbulent flows govern transport processes, morphodynamics and thus also ecosystem functioning in rivers. In spite of increased computational capacity, uncomfortable uncertainties still persist in the modeling of complex natural water bodies. The proposed research examines by linked laboratory, numerical and field-scale approaches the relationships between complex flow, morphology and ecology in meander bends, including their effect on aquatic invertebrate distribution and use of food resources. The field studies will be generalized by numerical simulations which will contribute to refine ecological modeling. The hydrodynamic and morphodynamic studies in bended sections of two lowland rivers will provide detailed datasets on the cross-sections (bed morphology and composition) and on flow patterns (mean, secondary and turbulent flows), and will facilitate the elaboration and validation of numerical codes. These hydromorphological data will be related to those on habitat and food availability, invertebrate distribution, drift and diversity, and resulting changes in food web structure. This will enable to develop an improved modeling approach for these biological variables. The proposed research is a follow-up project of a joint IGB-TU Delft research project on shallow mixing layers, and is part of a larger joint research program on meander bends by IGB, TU Delft and EPF Lausanne.

Dataset to: Sourcing and Long-Range Transport of Particulate Organic Matter in River Bedload: Rio Bermejo, Argentina

The data package encompasses field data of clastic and organic sediment, river width and flow velocities of six river transects along the Rio Bermejo, Argentina. The laboratory data entails long-chain n-alkanes and d2H and d13C values of organic matter (soil, deposited sediment, suspended sediment (published by Repasch et al., 2020), leaf litter, floating organic matter, and bedload organic matter from the Rio Bermejo catchment. It further contains the bedload organic matter and estimated bedload organic carbon fluxes of six river transects along the Rio Bermejo. Fluvial transport of organic carbon from the terrestrial biosphere to the oceans is an important term in the global carbon cycle. Traditionally, the long-term burial flux of fluvial particulate organic carbon (POC) is estimated using river suspended sediment flux; however, organic carbon can also travel in river bedload as coarse particulate organic matter (POMBed). Estimates of fluvial POC export to the ocean are highly uncertain because few studies document POMbed sources, flux and evolution during long-distance fluvial transport from uplands to ocean basins. This knowledge gap limits our ability to determine the global terrestrial organic carbon burial flux. In this study we investigate the flux, sources and transformations of POMBed during fluvial transport over a ~1300 km long reach of the Rio Bermejo, Argentina, which has no tributary inputs. To constrain sourcing of POMBed, we analysed the composition and stable hydrogen and carbon isotope ratios (δ2H, δ13C) of plant wax biomarkers from POMBed at six locations along the Rio Bermejo, and compared this to samples of suspended sediment, soil, leaf litter and floating organic debris (POMfloat) from both the lowland and headwater river system. Across all samples, we found no discernible differences in n-alkane average chain length or nC29 δ13C, indicting a common origin for all sampled POMBed. We define three potential POMBed sources: Coarse organic debris we sampled at distinct elevations in the catchment: floodplain leaf litter, headwater leaf litter, and headwater POMfloat. We aim to understand the mixing range of the widely spread POMBed. We determine the range of a possible POMBed mixing signal of the sources within the geochemical parameters, and in addition, determine potential missing POMBed sources, using a mixing-space model developed by (Smith et al., 2013). Leaf litter and POMfloat nC29 δ2H values decrease with elevation, making it a useful proxy for POMBed source elevation. Biomarker δ2H values suggest that POMBed is a mix of distally-derived headwater and locally-recruited floodplain sources at all sampling locations. These results indicate that POMBed can be preserved during transport through lowland rivers for hundreds of kilometres. However, the POMBed flux decreases with increasing transport distance, suggesting mechanical comminution of these coarse organic particles, and progressive transfer into the suspended load. Our provisional estimates suggest that the carbon flux from POMBed comprises less than 1 percent of the suspended load POC flux in the Rio Bermejo. While this represents a small portion of the river POC flux, this coarse, high density material likely has a higher probability of deposition and burial in sedimentary basins, potentially allowing it to be more effective in long-term CO2 drawdown relative to fine suspended particles. Because the rate and ratio of POMBed transport versus comminution likely varies across tectonic and climatic settings, additional research is needed to determine the importance of POMBed in the global carbon cycle.

Application of High-Resolution Near-Infrared Imaging Spectroscopy to Detect Microplastic Particles in Different Environmental Compartments

Microplastic particles (MPP) occur in various environmental compartments all over the world. They have been frequently investigated in oceans, freshwaters, and sediments, but studying their distribution in space and time is somewhat limited by the time-consuming nature of the available accurate detection strategies. Here, we present an enhanced application of lab-based near-infrared imaging (NIR) spectroscopy to identify the total number of MPP, classify polymer types, and determine particle sizes while maintaining short measuring times. By adding a microscopic lens to the hyperspectral camera and a cross slide table to the setup, the overall detectable particle size has been decreased to 100 Ìm in diameter. To verify and highlight the capabilities of this enhanced, semi-automated detection strategy, it was applied to key areas of microplastic research, such as a lowland river, the adjacent groundwater wells, and marine beach sediments. Results showed mean microplastic concentrations of 0.65 MPP/L in the Havel River close to Berlin and 0.004 MPP/L in the adjacent groundwater. The majority of MPP detected in the river were PP and PE. In 8 out of 15 groundwater samples, no MPP was found. Considering only the samples with quantifiable MPP, then on average 0.01 MPP/L was present in the groundwater (98.5% removal during bank filtration). The most abundant polymers in groundwater were PE, followed by PVC, PET, and PS. Mean MPP concentrations at two beaches on the German Baltic Sea coast were 5.5~MPP/kg at the natural reserve Heiligensee and Hüttelmoor and 47.5 MPP/kg at the highly frequented Warnemünde beach. Quelle: link.springer.com

Contribution of organic toxicants to multiple stress in river ecosystems

River ecosystems are threatened by multiple stressors, including habitat degradation, pollution and invasive species. However, freshwater ecologists have largely disregarded the contribution of toxicants to stress in rivers, whereas ecotoxicologists have primarily examined toxicant effects in artificial systems. As a result, there is a paucity of information on the co-occurrence of organic toxicants with other stressors and on the relative importance of toxicants for overall ecological risk in rivers. We used monitoring data for German rivers to analyse the individual and joint occurrence of four stressors: habitat degradation, invasive species, nutrient pollution and organic toxicants. All stressors were examined for ecological risks in terms of whether they exceeded low- and high-risk thresholds derived from published studies and regulatory thresholds. Nutrients and habitat degradation exceeded low and high risk thresholds at c. 85% of the sites and invasive species and organic toxicants at c. 50% of the sites. At least one stressor exceeded thresholds at all sites for which data on all four stressors were available. Toxicity showed weak positive correlations with nutrients and habitat degradation (0.2 < Spearman's ? < 0.34, 0.009 < P < 0.08). The risks of ecological effects arising from habitat degradation and invasive species were higher in lowland rivers, particularly for invasive species. Our assessment shows that organic toxicants contribute notably to risks of ecological effects in rivers, to a similar extent as invasive species, although habitat degradation and nutrients are the dominant stressors. Exposure to multiple stressors is the typical situation prevailing in rivers. Consequently, mitigation measures focusing on individual stressors may not be effective at reducing ecological risks. This suggests that integrating concepts and data from freshwater ecology and ecotoxicology is essential to meet the challenge of managing multiple stressors in river ecosystems. Quelle: http://onlinelibrary.wiley.com/

A Fluid Dynamics Laboratory in the Field: a study on shallow mixing layers at confluent and recirculating river flows under natural yet simplified conditions

Turbulent flows in rivers govern complex mixing and transport processes crucial for many aspects of functioning and sustainable management of fluvial systems, hence representing the challenge of accurate quantitative assessment. Proposed research is aimed to expand the analysis of shallow shear flows toward both higher Reynolds numbers and realistic flow conditions, and to test recently developed models as the basis for predictive schemes facilitating computations of velocity fields, characteristics of turbulence, and mixing at river confluences and engineering constructions. The research is designed as a field-scale physical modeling experiment and measurement study of turbulence with one- and multi-probe techniques expanded with methods of particle tracking velocimetry. Field-scale physical modeling implies the construction of converging flows and groynes in a straight shallow reach of a lowland river with simplifications allowing to control the experimental conditions. Numerical simulations with some standard computational fluid dynamics codes will provide understanding on how to formulate the boundary conditions for these complex flows. The proposed research will gather together the expertise in field methods provided by the German team of IGB, Berlin and the advanced methods of laboratory investigation and numerical simulations developed by the Dutch team of TU Delft.

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