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Land Use and Water Resources Management under Changing Environmental

Intensive agricultural production in the Hai River catchment had detrimental impacts on the quantity and quality of ground and surface water. High cropping intensity, irrigation and fertilizer applications of more than 300 kg N/ha resulted in a decrease of the ground water table by more than 30 m within the last decades and severe deterioration of water quality in the Piedmont Plain Region, a part of the Hai River catchment. The shortage of water resources in the Hai River basin not only hinders the development of the local economy, but also results in severe environmental problems such as:- subsidence of the ground surface due to over-exploitation of groundwater, - degradation of ecosystems, - shrinking of rivers and lakes, - non point source pollution of soil and ground water - serious water pollution in the main channels and tributaries. Sustainable land use in that region requires a sound knowledge of the effects of single management measures. However, subsoil heterogeneity is one of the major obstacles, impeding relating cause and effect at larger scales and to assess the effect of single management strategies. In this study, a three-step up-scaling approach is suggested that combines some innovative methodologies, and enables to grasp the heterogeneities usually encountered at the management scale. First, a recently developed robust methodology will be applied to determine deep percolation and groundwater recharge in situ without requiring a fully-fledged soil hydrological model. The results can be compared to seepage data from lysimeters of the Luancheng station. Moreover, spatial heterogeneities and temporal patterns can be determined and can be related to soil hydrological properties. Second, spatial functional hydrological heterogeneity can be assessed based on principal component analysis of time series of soil water content and groundwater recharge, allowing to up-scale detailed measurements from single field sites. Third, processes affecting groundwater quality, and exchange between groundwater and surface water can be investigated using non-linear PCA of soil water, groundwater, and stream water quality data, combined with stable isotope data. The outcome of the project is expected to provide valuable contributions to scale-specific simulation of water and solute fluxes at the management scale.

Water use characteristics of bamboo (South China)

Bamboos (Poaceae) are widespread in tropical and subtropical forests. Particularly in Asia, bamboos are cultivated by smallholders and increasingly in large plantations. In contrast to trees, reliable assessments of water use characteristics for bamboo are very scarce. Recently we tested a set of methods for assessing bamboo water use and obtained first results. Objectives of the proposed project are (1) to further test and develop the methods, (2) to compare the water use of different bamboo species, (3) to analyze the water use to bamboo size relationship across species, and (4) to assess effects of bamboo culm density on the stand-level transpiration. The study shall be conducted in South China where bamboos are very abundant. It is planned to work in a common garden (method testing), a botanical garden (species comparison, water use to size relationship), and on-farm (effects of culm density). Method testing will include a variety of approaches (thermal dissipation probes, stem heat balance, deuterium tracing and gravimetry), whereas subsequent steps will be based on thermal methods. The results may contribute to an improved understanding of bamboo water use characteristics and a more appropriate management of bamboo with respect to water resources.

Bathing Water Directive - Status of bathing water

The EU Bathing Waters Directive requires Member States to identify popular bathing places in fresh and coastal waters and monitor them for indicators of microbiological pollution (and other substances) throughout the bathing season which runs from May to September

Die Verteilung des Beregnungswassers im Boden unter besonderer Beruecksichtigung beregnungsbeduerftiger und -wuerdiger niedersaechsischer Boeden

Die mathematische Beschreibung des Kapillarpotentials als Funktion des Ortes an mehrschichtigen Boeden geht von der Bedingung aus, dass an den Schichtgrenzen in den sich beruehrenden Boeden das Kapillarpotential gleich sein muss. Das ist erforderlich, da die benetzende Phase (Wasser) auch im geschichteten Boden ihre Eigenschaften nicht aendert, somit kann an der Schichtgrenze keine Unstetigkeitsstelle vorkommen. Untersucht werden sollen feinsandige Boeden mit Schluff- und Tonanteilen. Rein tonige Boeden sind fuer die Untersuchung nicht zweckmaessig. Sie sind zwar durch ein starkes Wasserhaltevermoegen gekennzeichnet, aber ihre geringe Druchlaessigkeit laesst schon bei sehr niedrigen Beregnungshoehen einen fuer die Beregnung unerwuenschten Ueberstau auftreten. Auch Sandboeden, die eine hohe Regenintensitaet aufnehmen koennten, muessen ausgeschieden werden, wenn ein zu geringes Wasserhaltevermoegen sie fuer eine Beregnung als unwirtschaftlich ausweist.

Entwicklung eines elektro-optischen Pegels fuer Wasserstandsmessungen

Es ist zu untersuchen, ob und inwieweit elektro-optische, elektro-akustische oder sonstige elektro-magnetische Streckenmessverfahren fuer Wasserstandsmessgeraete (Pegel) eingesetzt werden koennen. Geraete dieser Art arbeiten ohne mechanische Bauteile und stellen die Messwerte staendig digital zur Verfuegung. Sie koennen u.a. zur Steuerung wasserstandsabhaengiger betrieblicher Einrichtungen (Schleusen, Kraftwerke u.a.) verwendet werden.

Wasserstandsvorhersage fuer die Bundeswasserstrassen

Parallel zu einem rein statistischen Vorhersageverfahren wurde ein weitgehend deterministisches Flussgebietsmodell erarbeitet, das in Form einzelner hydrologisch-physikalischer Bausteine u.a. die Niederschlagskonzentration, die Abflussbildung und die Abflusstransformation beruecksichtigt. Nach Errichtung des Datenerfassungs- und Uebertragungssystems soll dieses deterministische Modell zunaechst fuer die taegliche Wasserstandsvorhersage am Pegel Maxau eingesetzt werden, wobei eine von der ETH Zuerich erstellte Wasserstandsvorhersage fuer den Pegel Rheinfelden einbezogen wird. Das Modell eignet sich auch zur Wasserstandsvorhersage waehrend fortschreitenden Ausbaus und bei kuenstlichen Abflussregulierungen. Es laesst sich daher vorrangig auch zur Steuerung von Hochwasserwellen einsetzen. Zur Zeit wird das Neckargebiet einbezogen und die Erweiterung auf den Rheinpegel Worms getestet.

Potentiale einer am Kreislaufgedanken orientierten Wasserbewirtschaftung in urbanen Oekosystemen

Die bestehende Stadtentwaesserung ist auf die schnelle Ableitung von Abwaessern inkl. des Niederschlagswassers optimiert. In einem extrem dicht besiedelten und durch vielfaeltige Flaecheninanspruchnahme gekennzeichneten Gebiet wird abgeschaetzt, welches Potential die am Prinzip von Nachhaltigkeit und Kreislauffuehrung von Stoffen orientierten alternativen Vorgehensweisen der Wasserbewirtschaftung besitzen. Dabei werden die Wahrung des Entwaesserungskomforts und die Preisgestaltung beruecksichtigt.

Überregionale Kooperation von Wasserversorgungsunternehmen: Gemeinsames Zukunftskonzept Wassermengenmanagement als integrative Planungsgrundlage zur Sicherstellung der Versorgung und zur Vermeidung von Nutzungskonflikten

Co-Design eines hydrometeorologischen Informationssystems für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wasserressourcen im südlichen Afrika, Teilprojekt 5

Co-Design eines hydrometeorologischen Informationssystems für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wasserressourcen im südlichen Afrika, Teilprojekt 6

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