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Wasserhaushalt Hamburg

Rasterkarten zum Wasserhaushalt, bzw. zur Grundwasserneubildung, berechnet mit mGROWA (FZ Jülich, 2021). Im Webdienst werden 6 Layer gezeigt: - Grundwasserneubildung des hydrolog. Jahres 2019 [Min] - Grundwasserneubildung des hydrolog. Jahres 2008 [Max] - mittlere jährliche Grundwasserneubildung (1991 - 2019) - mittlere jährliche Grundwasserneubildung (1961 - 1990, Klimareferenzperiode) - Direktabfluss Mittlere Rate (1991-2020) - Tatsächliche Verdunstung Mittlere Rate (1991-2020) Beschreibung: Etwa ein Viertel des Niederschlags gelangt in Hamburg über den Boden ins Grundwasser und bildet damit einen erheblichen Anteil unserer täglichen Wasserversorgung und ist ökologische Grundlage für die Vegetation und den Boden als Wasserspeicher. Der übrige Niederschlag wird im Wesentlichen durch Verdunstung und Abfluss ins Sielnetz und in die Gewässer bestimmt. Aktuell werden pro Jahr bei durchschnittlichen Niederschlägen (etwa 770 mm pro Jahr) 136 Millionen Kubikmeter (m³) Grundwasser auf Hamburger Gebiet neu gebildet. Im Trockenjahr 2019 waren es nur 75 Millionen m³, was sich in stark fallenden Grundwasserständen, fehlender Bodenfeuchte und sich durch teilweises Trockenfallen von Gewässern für Tier und Pflanze als Trockenstress auswirkte. Auf die Beobachtung der Entwicklung der Grundwasserneubildung kommt deshalb in Zeiten des Klimawandels besondere Bedeutung zu. Neben klimatischen Veränderungen ist deshalb ein ausgefeiltes Flächen- und Ressourcenmanagement nötig, um der wachsenden urbanen Versiegelung und dem steigenden Wasserverbrauch mit Strategien und Maßnahmen hin zu einem naturnahen Wasserhaushalt entgegenzuwirken. Datengrundlagen und Methodik: Grundlage für die Berechnung und Darstellung von flächen- und zeitlich differenzierten Rasterkarten der verschiedenen Wasserhaushaltskomponenten ist das rasterzellenbasierte Wasserhaushaltsmodell mGROWA des Forschungszentrums Jülich. In mGROWA wurden zunächst standortbezogen auf Basis der jeweiligen Niederschlagsmengen und klimatischen Einflussgrößen die tatsächliche Verdunstung und der Gesamtabfluss in täglicher Auflösung mit einer Zellengröße von 25 x 25 m berechnet. Die berechneten Tageswerte wurden nachfolgend auf langjährig, jährliche und monatliche Zeiträume aggregiert. Danach wurde der Gesamtabfluss auf Basis der Standorteigenschaften in verschiedene Abflusskomponenten aufgeteilt. In der Datenzusammenstellung sind neben den Rasterkarten der potentiellen und tatsächlichen Verdunstung, des Gesamtabflusses und der Standorteigenschaften die Rasterkarten der Abflusskomponenten urbaner Direktabfluss, Sickerwasserrate, Zwischen- und Dränageabflüsse, sowie letztendlich die Grundwasserneubildung enthalten. Im Folgenden dargestellt werden auszugsweise die Karten zum mittleren langjährigen Mittel 1961-1990 (Klimareferenzperiode) und 1991-2019, das Nassjahr 2008 mit sehr großer und das Trockenjahr 2019 mit sehr geringer Neubildung.

Wasserbuch anlagenbezogen

Verantwortlich für die Eintragungen ins Wasserbuch und das Erteilen von Auskünften sind die unteren Wasserbehörden. Zu den anlagenbezogenen Wasserbucheinträgen zählen u.a. folgende wasserrechtliche Tatbestände: Benutzungen von Grundwasser und/oder Oberflächenwasser gemäß § 9 WHG i.V.m. § 5 SächsWG; Einleiten von Abwasser in Gewässer gemäß § 57 WHG (Direkteinleitung) i.V.m. § 51 SächsWG; Einleiten von Abwasser in öffentliche Abwasseranlagen gemäß § 58 WHG (Indirekteinleitung) i.V.m. § 53 SächsWG oder Einleiten von Abwasser in private Abwasseranlagen gemäß § 59 WHG; Errichtung, Betrieb, wesentliche Änderung, Unterhaltung und/oder Stilllegung von Anlagen in, an, über und unter oberirdischen Gewässern gemäß § 36 WHG i.V.m. § 26 SächsWG; Errichtung, Betrieb sowie die wesentliche Veränderung oder Beseitigung einer Abwasserbehandlungsanlage gemäß § 60 WHG i.V.m. § 55 SächsWG; Errichtung, Betrieb sowie die wesentliche Veränderung oder Beseitigung von öffentlichen Wasserversorgungsanlagen gemäß § 55 SächsWG i.V.m. § 50 Abs. 4 WHG; Nutzung von Fernwasser gemäß § 44 SächsWG i.V.m. § 50 Abs. 2 WHG; Errichtung, Betrieb und/oder wesentliche Änderung von Anlagen zum Lagern, Abfüllen oder Umschlagen wassergefährdender Stoffe gemäß § 63 WHG; Gewässerausbau sowie Errichtung von Deich- und Dammbauten gemäß § 68 WHG i.V.m. § 63 SächsWG; Herstellung, wesentlichen Änderung oder Beseitigung eines Flutungspolders gemäß § 63 SächsWG; Übertragen der Unterhaltungslast zur Gewässerunterhaltung gemäß § 40 WHG i.V.m. § 33 SächsWG, Übertragen der Pflicht zur Abwasserbeseitigung gem. § 56 WHG, Übertragen der Pflicht zur öffentlichen Wasserversorgung gemäß § 43 SächsWG; Duldungs- und Gestattungsverpflichtungen nach § 99 SächsWG (Zwangsrechte) Verantwortlich für die Eintragungen ins Wasserbuch und das Erteilen von Auskünften sind die unteren Wasserbehörden. Zu den anlagenbezogenen Wasserbucheinträgen zählen u.a. folgende wasserrechtliche Tatbestände: Benutzungen von Grundwasser und/oder Oberflächenwasser gemäß § 9 WHG i.V.m. § 5 SächsWG; Einleiten von Abwasser in Gewässer gemäß § 57 WHG (Direkteinleitung) i.V.m. § 51 SächsWG; Einleiten von Abwasser in öffentliche Abwasseranlagen gemäß § 58 WHG (Indirekteinleitung) i.V.m. § 53 SächsWG oder Einleiten von Abwasser in private Abwasseranlagen gemäß § 59 WHG; Errichtung, Betrieb, wesentliche Änderung, Unterhaltung und/oder Stilllegung von Anlagen in, an, über und unter oberirdischen Gewässern gemäß § 36 WHG i.V.m. § 26 SächsWG; Errichtung, Betrieb sowie die wesentliche Veränderung oder Beseitigung einer Abwasserbehandlungsanlage gemäß § 60 WHG i.V.m. § 55 SächsWG; Errichtung, Betrieb sowie die wesentliche Veränderung oder Beseitigung von öffentlichen Wasserversorgungsanlagen gemäß § 55 SächsWG i.V.m. § 50 Abs. 4 WHG; Nutzung von Fernwasser gemäß § 44 SächsWG i.V.m. § 50 Abs. 2 WHG; Errichtung, Betrieb und/oder wesentliche Änderung von Anlagen zum Lagern, Abfüllen oder Umschlagen wassergefährdender Stoffe gemäß § 63 WHG; Gewässerausbau sowie Errichtung von Deich- und Dammbauten gemäß § 68 WHG i.V.m. § 63 SächsWG; Herstellung, wesentlichen Änderung oder Beseitigung eines Flutungspolders gemäß § 63 SächsWG; Übertragen der Unterhaltungslast zur Gewässerunterhaltung gemäß § 40 WHG i.V.m. § 33 SächsWG, Übertragen der Pflicht zur Abwasserbeseitigung gem. § 56 WHG, Übertragen der Pflicht zur öffentlichen Wasserversorgung gemäß § 43 SächsWG; Duldungs- und Gestattungsverpflichtungen nach § 99 SächsWG (Zwangsrechte)

Wasserbuch Flächengebiet Festsetzung

Bei den Wasserbucheinträgen zur Flächengebietsfestsetzung handelt es sich u.a. um folgende wasserrechtliche Tatbestände: Wasserschutzgebiete gemäß § 51 WHG i.V.m. § 46 SächsWG; Heilquellenschutzgebiete gemäß § 53 WHG i.V.m. § 47 SächsWG; Überschwemmungsgebiete an oberirdischen Gewässern sowie vorläufig gesicherte Überschwemmungsgebiete gemäß § 76 WHG i.V.m. § 72 SächsWG; Risikogebiete gemäß § 74 WHG bzw. überschwemmungsgefährdeter Gebiete gemäß § 75 SächsWG; Hochwasserentstehungsgebiete gemäß § 78d WHG i.V.m. § 76 SächsWG; Festsetzung von Gewässerrandstreifen nach § 38 Abs. 3 WHG i.V.m. § 24 Abs. 4 SächsWG

Ausprägung ausgewählter Funktionen von Böden in der Aue innerhalb der Kulisse der Hochwasserrisikogebiete

Auen sind weite Uferlandschaften an Flüssen und gelten als Zentren der Artenvielfalt. Die verschiedenen Bodensubstrate in grundwasserbeeinflussten Böden in der Aue bieten eine hohe Standort- und Lebensraumvielfalt für Pflanzen, Tiere und Bodenorganismen. Böden in der Aue übernehmen wichtige Funktionen im Landschaftshaushalt. Sie sind bedeutsame Wasserspeicher und fungieren als Sediment- und Nährstoffsenke in der Landschaft. Außerdem enthalten sie mehr organischen Kohlenstoff als Land- oder Mineralböden. Aus diesen Gründen sind solche Böden in der Aue im Land Brandenburg besonders schutzwürdig. Es wurden folgende Funktionen von Böden in der Aue bewertet • Kohlenstoffvorräte • Standorttypische Ausprägung und daraus die potenzielle Schutzwürdigkeit der Böden abgeleitet. Die Schutzwürdigkeit definiert sich im Bodenschutz über den Grad der Funktionserfüllung eines Bodens. Erfüllt ein Boden diese in besonderem Maße, so ist er besonders schutzwürdig. Diese Definition unterscheidet sich von anderen fachlichen Sichtweisen auf die Schutzwürdigkeit. Flächen, die nach der Einordnung sehr gering oder gering schutzwürdig sind, sind aus Bodenschutzsicht nicht per se Böden, die nicht schützenswert sind. Vielmehr erfüllen diese Böden zum Zeitpunkt der Bewertung die Bodenfunktionen nicht in besonderem Maße bzw. nur sehr eingeschränkt. Auen sind weite Uferlandschaften an Flüssen und gelten als Zentren der Artenvielfalt. Die verschiedenen Bodensubstrate in grundwasserbeeinflussten Böden in der Aue bieten eine hohe Standort- und Lebensraumvielfalt für Pflanzen, Tiere und Bodenorganismen. Böden in der Aue übernehmen wichtige Funktionen im Landschaftshaushalt. Sie sind bedeutsame Wasserspeicher und fungieren als Sediment- und Nährstoffsenke in der Landschaft. Außerdem enthalten sie mehr organischen Kohlenstoff als Land- oder Mineralböden. Aus diesen Gründen sind solche Böden in der Aue im Land Brandenburg besonders schutzwürdig. Es wurden folgende Funktionen von Böden in der Aue bewertet • Kohlenstoffvorräte • Standorttypische Ausprägung und daraus die potenzielle Schutzwürdigkeit der Böden abgeleitet. Die Schutzwürdigkeit definiert sich im Bodenschutz über den Grad der Funktionserfüllung eines Bodens. Erfüllt ein Boden diese in besonderem Maße, so ist er besonders schutzwürdig. Diese Definition unterscheidet sich von anderen fachlichen Sichtweisen auf die Schutzwürdigkeit. Flächen, die nach der Einordnung sehr gering oder gering schutzwürdig sind, sind aus Bodenschutzsicht nicht per se Böden, die nicht schützenswert sind. Vielmehr erfüllen diese Böden zum Zeitpunkt der Bewertung die Bodenfunktionen nicht in besonderem Maße bzw. nur sehr eingeschränkt.

Wasserbuch Sachsen - REST (ESRI ArcGIS FeatureAccess)

Über die Gewässer sind gemäß § 87 WHG - mit Ausnahme von Fällen untergeordneter wasserwirtschaftlicher Bedeutung - Wasserbücher zu führen. In den Wasserbüchern werden auf der Grundlage des Wasserhaushaltsgesetzes in Verbindung mit dem Sächsischen Wassergesetz anlagenbezogene Tatbestände sowie Tatbestände zu Festsetzung von Flächengebieten erfasst. Der Dienst umfasst alle aktuell gültigen Wasserbucheintragungen im Sachsen (Anlagen mit besonderem Schutzbedarf sind nicht enthalten). Er stellt ein reines Informationsmedium für die Öffentlichkeit zu den gemäß § 88 Abs. 2 Sächsisches Wassergesetz eintragungspflichtigen Rechtsverhältnissen dar. Die Eintragungen in das Wasserbuch besitzen keine rechtsbegründende oder rechtsändernde Wirkung, sodass diese für den Bestand und Nachweis von Rechtsverhältnissen nicht maßgebend sind. Im Sinne des § 88 Abs. 5 SächsWG ist die Möglichkeit einer Suche nach personenbezogenen Daten ausgeschlossen. Auskünfte zu bestehenden wasserrechtlichen Bescheiden werden bei Vorliegen eines berechtigten Interesses durch die jeweils zuständige Wasserbehörde erteilt. Die bei den zuständigen Wasserbehörden vorliegenden originären Urkunden (wasserrechtlichen Bescheide) beinhalten die vollumfassenden Informationen zum rechtlichen Tatbestand. Hinweis: Aufgrund datenschutzrechtlicher Vorgaben ist der bisherige Dienst vorerst passwortgeschützt.

Wasserbuch Sachsen - WMS-Dienst

Über die Gewässer sind gemäß § 87 WHG - mit Ausnahme von Fällen untergeordneter wasserwirtschaftlicher Bedeutung - Wasserbücher zu führen. In den Wasserbüchern werden auf der Grundlage des Wasserhaushaltsgesetzes in Verbindung mit dem Sächsischen Wassergesetz anlagenbezogene Tatbestände sowie Tatbestände zu Festsetzung von Flächengebieten erfasst. Der Dienst umfasst alle aktuell gültigen Wasserbucheintragungen im Sachsen (Anlagen mit besonderem Schutzbedarf sind nicht enthalten). Er stellt ein reines Informationsmedium für die Öffentlichkeit zu den gemäß § 88 Abs. 2 Sächsisches Wassergesetz eintragungspflichtigen Rechtsverhältnissen dar. Die Eintragungen in das Wasserbuch besitzen keine rechtsbegründende oder rechtsändernde Wirkung, sodass diese für den Bestand und Nachweis von Rechtsverhältnissen nicht maßgebend sind. Im Sinne des § 88 Abs. 5 SächsWG ist die Möglichkeit einer Suche nach personenbezogenen Daten ausgeschlossen. Auskünfte zu bestehenden wasserrechtlichen Bescheiden werden bei Vorliegen eines berechtigten Interesses durch die jeweils zuständige Wasserbehörde erteilt. Die bei den zuständigen Wasserbehörden vorliegenden originären Urkunden (wasserrechtlichen Bescheide) beinhalten die vollumfassenden Informationen zum rechtlichen Tatbestand. Hinweis: Aufgrund datenschutzrechtlicher Vorgaben ist der bisherige Dienst vorerst passwortgeschützt.

Residence times across scales: from plot to catchment scale

Residence times is a key signature to characterize flow and transport at all temporal and spatial scales in different hydrological compartments. It is assumed that the spatial organisation of the landscape controls space-time organisation of the water cycle and related processes and hence the residence time. Combining flux and residence concentration data of natural tracers in water, stable isotopes, and artificial tracers will allow us to predict residence time and flow pathways in the different hydrological compartments as well as integrative for entire watersheds. We will investigate with different methods the fingerprint of hydrological processes found in the signal of isotopic composition and natural and artificial tracers of soil, ground and stream water in space and time. The temporal variability of isotopes in soil water, groundwater and stream water will be combined to benchmark transport and flow models and to derive a new functional form of short to long-term transit time distributions. The spatial patterns of stable isotopes in the saturated and unsaturated zone will be used to derive long-term flow pathways, mixing patterns and the proportion of evaporation to transpiration. Artificial tracer experiments using salt and electric resistivities will vizualize and quantify internal flow pathways in particular preferential flow pathways.

Flood risk in a changing climate (CEDIM)

Aims: Floods in small and medium-sized river catchments have often been a focus of attention in the past. In contrast to large rivers like the Rhine, the Elbe or the Danube, discharge can increase very rapidly in such catchments; we are thus confronted with a high damage potential combined with almost no time for advance warning. Since the heavy precipitation events causing such floods are often spatially very limited, they are difficult to forecast; long-term provision is therefore an important task, which makes it necessary to identify vulnerable regions and to develop prevention measures. For that purpose, one needs to know how the frequency and the intensity of floods will develop in the future, especially in the near future, i.e. the next few decades. Besides providing such prognoses, an important goal of this project was also to quantify their uncertainty. Method: These questions were studied by a team of meteorologists and hydrologists from KIT and GFZ. They simulated the natural chain 'large-scale weather - regional precipitation - catchment discharge' by a model chain 'global climate model (GCM) - regional climate model (RCM) - hydrological model (HM)'. As a novel feature, we performed so-called ensemble simulations in order to estimate the range of possible results, i.e. the uncertainty: we used two GCMs with different realizations, two RCMs and three HMs. The ensemble method, which is quite standard in physics, engineering and recently also in weather forecasting has hitherto rarely been used in regional climate modeling due to the very high computational demands. In our study, the demand was even higher due to the high spatial resolution (7 km by 7 km) we used; presently, regional studies use considerably larger grid boxes of about 100 km2. However, our study shows that a high resolution is necessary for a realistic simulation of the small-scale rainfall patterns and intensities. This combination of high resolution and an ensemble using results from global, regional and hydrological models is unique. Results: By way of example, we considered the low-mountain range rivers Mulde and Ruhr and the more alpine Ammer river in this study, all of which had severe flood events in the past. Our study confirms that heavy precipitation events will occur more frequently in the future. Does this also entail an increased flood risk? Our results indicate that in any case, the risk will not decrease. However, each catchment reacts differently, and different models may produce different precipitation and runoff regimes, emphasizing the need of ensemble studies. A statistically significant increase of floods is expected for the river Ruhr in winter and in summer. For the river Mulde, we observe a slight increase of floods during summer and autumn, and for the river Ammer a slight decrease in summer and a slight increase in winter.

MINCA - MItigation der StickstoffbelastuNg auf der CAtchment-Skala

Die Intensivierung der Landwirtschaft und insbesondere der Einsatz von Düngemitteln ist der Schlüssel zur Ernährungssicherung einer wachsenden Weltbevölkerung. Der im Dünger enthaltene Stickstoff geht jedoch nicht nur in die pflanzliche Biomasse ein und wird schließlich geerntet, sondern wird auch als reaktiver Stickstoff (Nr) über verschiedene gasförmige und hydrologische Pfade in die Umwelt abgegeben. Dies führt zu gravierenden Umweltproblemen wie Eutrophierung, Treibhausgasemissionen oder Grundwasserverschmutzung. Wir gehen davon aus, dass wissenschaftlich fundierte Stickstoffminderungsstrategien es ermöglichen, die N2O- und NH3-Emissionen zu reduzieren und die NO3-Einträge in die Gewässer zu verringern, während die Erträge erhalten bleiben. Ziel des MINCA-Projekts ist daher die Etablierung eines gekoppelten, prozessbasierten hydro-biogeochemischen Modells zur Identifizierung von Feldbewirtschaftungsstrategien zu nutzen, die es ermöglichen, den Nr-Überschuss zu reduzieren und damit die N-Belastung in landwirtschaftlich dominierten Landschaften zu mindern. Unser besonderes Interesse gilt den Nr-Umwandlungsmechanismen an den Schnittstellen von Feldern, Grundwasser, Uferzone und Bächen. Um das derzeit begrenzte Verständnisses der zeitlichen und räumlichen hydro-biogeochemischen Flüsse bei der Nr-Transformation in der Landschaft zu überwinden, werden wir innovative Feldexperimente mit einem prozessbasierten Modellierungsansatz kombinieren. Der N-Zyklus in hydro-biogeochemischen Modellen ist jedoch komplex und die Validierung der zugrunde liegenden Prozesse datenintensiv. Die Messungen werden daher auf vier verschiedenen landwirtschaftlichen-, einem Grünland- und einem Waldgebiet durchgeführt. MINCA besteht aus vier eng miteinander verbundenen Arbeitspaketen (WP). In WP1 werden bereits laufende Messung der Wasser- und Stickstoffflüsse im Vollnkirchener Bach Studiengebiet beschrieben. Die bereits relativ umfangreichen kontinuierlichen Messungen, z.B. N2O-Emissionen, Bodenfeuchte, Abfluss und Gewässerqualität, sollen durch weitere Messungen wie NO3-Auswaschung und -Konzentrationen, saisonale Blattflächenindices, Erträge, Biomasse und deren C- und N-Gehalt ergänzt werden. Zusätzlich werden 15N2O und 15NO3 Isotopomer in Feldkampagnen gemessen. Komplexe Messungen für Modellversuche in WP1, modellbasierte hochskalierungs-Methoden im Rahmen von WP2 und Parameterreduktion, Unsicherheitsanalyse und Prozessplausibilitätsprüfung von WP3 erlauben es uns zu erkennen, wann und wo N-Belastung in der Landschaft auftreten. Dieses vertiefte Wissen wird die Grundlage für die Entwicklung von wissenschaftlich fundierten Mitigationsszenarien im WP4 bilden. Das gekoppelte Modell wird im Echtzeit-Modus ausgeführt, um die vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft erstrebten Zielwerte von reduziertem Nr-Überschuss zu erreichen. Maßgeschneiderte in-situ-Experimente zu N2O-Emissionen und NO3-Auswaschung werden die Wirksamkeit des Minderungspotenzials aufzeigen.

Methodologies for dealing with uncertainties in landscape planning and related modeling; Uncertainty of predicted hydro-biogeochemical fluxes and trace gas emissions on the landscape scale under climate and land use change

Water, carbon and nitrogen are key elements in all ecosystem turnover processes and they are related to a variety of environmental problems, including eutrophication, greenhouse gas emissions or carbon sequestration. An in-depth knowledge of the interaction of water, carbon and nitrogen on the landscape scale is required to improve land use and management while at the same time mitigating environmental impact. This is even more important under the light of future climate and land use changes.In the frame of the proposal 'Uncertainty of predicted hydro-biogeochemical fluxes and trace gas emissions on the landscape scale under climate and land use change' we advocate the development of fully coupled, process-oriented models that explicitly simulate the dynamic interaction of water, carbon and nitrogen turnover processes on the landscape scale. We will use the Catchment Modelling Framework CMF, a modular toolbox to implement and test hypothesis of hydrologic behaviour and couple this to the biogeochemical LandscapeDNDC model, a process-based dynamic model for the simulation of greenhouse gas emissions from soils and their associated turnover processes.Due to the intrinsic complexity of the models in use, the predictive uncertainty of the coupled models is unknown. This predictive (global) uncertainty is composed of stochastic and structural components. Stochastic uncertainty results from errors in parameter estimation, poorly known initial states of the model, mismatching boundary conditions or inaccuracies in model input and validation data. Structural uncertainty is related to the flawed or simplified description of natural processes in a model.The objective of this proposal is therefore to quantify the global uncertainty of the coupled hydro-biogeochemical models and investigate the uncertainty chain from parameter uncertainty over forcing data uncertainty up the structural model uncertainty be setting up different combinations of CMF and LandscapeDNDC. A comprehensive work program has been developed structured in 4 work packages, that consist of (1) model set up, calibration and uncertainty assessment on site scale followed by (2) an application and uncertainty assessment of the coupled model structures on regional scale, (3) global change scenario analyses and finally (4) evaluating model results in an ensemble fashion.Last but not least, a further motivation of this proposal is to provide project results in a manner that they support planning and decision taking under uncertainty, as this proposal is part of the package proposal on 'Methodologies for dealing with uncertainties in landscape planning and related modelling'.

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