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Theorie und Praxis für Städte und Regionen : der DeGEval-Arbeitskreis Stadt- und Regionalentwicklung
(2004)
Approximation of Groundwater - Surface Water - Interactions in a Mesoscale Lowland River Catchment
(2004)
Gütemaße für Habitatmodelle
(2004)
Landschaften im Wandel : Auswirkungen der globalen Erwärmung auf das Uvs-Nuur-Becken (NW-Mongolei)
(2004)
Probleme, Grenzen und Herausforderungen der hydrologischen Modellierung: Wasserhaushalt und Abfluss
(2004)
Predicting the species composition of Nardus stricta communities by logistic regression modelling
(2004)
Heimliche Gesellen - Zipfelfalter in der Döberitzer Heide : Döberitzer Heide mit Ferbitzer Bruch
(2004)
Spätholozäne Landschaftsentwicklung in Westchina : zwei Fallbeispiele aus der Provinz Qinghai
(2004)
Zusammenfassung Neuere archäologische Forschungsergebnisse belegen, dass seit der frühen Bronzezeit ein intensiver kultureller und wirtschaftlicher Austausch zwischen West- und Südostchina bestand. Es war anzunehmen, dass die Grundlage dieses Austausches vergleichsweise weit entwickelte Landnutzungsaktivitäten waren. Geoarchäologische Untersuchungen über die Umweltauswirkungen der bronzezeitlichen Landnutzung in Westchina fehlen bisher. An zwei Fallbeispielen in der Provinz Qinghai, den archäologischen Fundplätzen Lajia und Fengtai, wird aufgezeigt, dass dort die wirtschaftliche Wertschöpfung auf vergleichsweise intensiver Landnutzung basierte. Die damit verbundene Zerstörung der natürlichen Vegetation ermöglichte katastrophale Erosionsereignisse, die zum Niedergang beider Siedlungen führten. Abstract Late Holocene Landscape Development in Western China ; Two Case Studies from Qinghai Province Recent archaeological research results show that an intensive cultural as well as economic exchange took place between Western and South-Eastern China since early Bronze Age. It can be assumed, that the exchange based on comparatively well developed land use activities. Geo-archaeological investigations concerning the environmental impact of Bronze Time land use in Western China are missing so far. Two case studies about the archaeological sites Lajia and Fengtai located in Qinghai Province show, that the creation of economic value based on comparatively intensive land use. The associated clearing of natural vegetation caused disastrous erosion events, which led to the decline of both settlements.
Die ländlich peripheren Räume Ostdeutschlands gelten vielfach pauschal als schwer zu behandelnder regionaler "Sanierungsfall", dem aber im Vergleich zu den gravierenden Problemen von Bevölkerungsrückgang und Wohnungsleerstand in den Städten weniger Aufmerksamkeit gewidmet werden kann. Fragen nach Umfang und Beweggründen für die Zuwanderung älterer Menschen in diese Räume werden in diesem Zusammenhang ebenso als marginal betrachtet. Trotz der generellen Debatte zum demographischen Wandel wird vielfach noch nicht anerkannt, dass der Ruhestand keine "Restzeit" mehr ist, sondern ein eigener Lebensabschnitt von erheblicher Dauer für einen größer werdenden Teil der Bevölkerung, bei dem die Älteren sehr aktive Phasen durchleben. Der Beitrag stellt Ergebnisse einer Befragung von älteren Zugewanderten in den peripheren Regionen Brandenburgs vor. Auf dieser Grundlage werden Überlegungen zum "Potenzial" dieser älteren Menschen in Bezug auf die regionale Entwicklung und zu Konsequenzen für die räumliche Planung dargestellt.
In Poland, EIA and SEA have been integrated into the planning system in a different way compared to Germany. There, EIA is performed within an independent procedure. For projects mandatorily requiring EIA, the respective county decides on the outcome of an EIA, whereas for projects with case-by-case screening the regional authority's council is responsible for this task. There are still significant uncertainties in the application of SEA which sometimes leads to conflicts with the EU provisions. In Poland, provisions for SEA were already made in the year 2000. Different SEA procedures are established for regional plans and for other environmental plans. Furthermore, in April 2004, provisions for the EA according to the Habitats Directive were made in the Polish nature protection act. EA according to the Habitats Directive is strongly linked to EIA and SEA. Poland is already experienced in the practice of EIA and SEA. However, there still is a lack of methodological guidelines. Furthermore, the different legal provisions and procedures need to be further adjusted to each other.
Monitoring of groundwater and surface water levels in the Middle Havel area - a basis for the management of landscape water resources The lowland of the middle stretch of the River Havel ("Mittlere Havel", Brandenburg, Germany) is characterised by hydrological conditions that are deeply influenced by draining for agricultural land use. In this area strategies for the sustainable management of landscape water resources are tested in a development and testing project, funded by the German Federal Agency for Nature Conservation. For monitoring of environmental change, the scientifical accompaniment of the project established a network of gauges, measuring ground water levels, water levels in ditches and in the River Havel itself. Data is gathered in areas that are potentially endangered by flood and areas that are protected by embankments. Until now, data from this network is available for more than two hydrological years since autumn 2001. It shows that water level dynamics are mainly influenced by precipitation and evaporation. Only in areas, which are under the potential influence of floods, ground water levels reach water levels in the river during winter term. In areas that are protected by embankments and additionally drained, surface and ground water levels are actually lower than water levels in the river. In addition, ground water levels are influenced by lowering the water levels in ditches. A sustainable landscape water management therefore has to be realised primarily through an altered management of water scoops in the diked areas. This requires the detailed analysis of all relevant hydrological and meteorological data including data about the water scoops.
Mit dem zum 20. Juli 2004 novellierten Baugesetzbuch (BauGB) dienen in der Bauleitplanung Umweltprüfung und Umweltbericht nummehr dazu, die für eine sachgerechte Abwägung erforderlichen Umweltdaten umfassend und im Zusammenhang zu ermitteln, aufzubereiten und zu bewerten. Die Umweltprüfung bildet dabei nun das Trägerverfahren, mit dem SUP und Projekt-UVP, Eingriffsregelung sowie Prüfung nach $ 34 BNatSchG in einen einheitlichen Ablauf überführt werden und bereitet die Entscheidung über die Berücksichtigung der jeweiligen Belange vor. Während dabei das Ergebnis von SUP und UVP in der Abwägung lediglich zu berücksichtigen ist, ohne eigene materielle Rechtsfolgen zu entfalten, müssen in der bauleitplanerischen Abwägung weiterhin die Rechtsfolgen der Eingriffsregelung differenziert beachtet werden. Eigene zwingende Rechtsfolgen ergeben sich nach nationalem und europäischem Recht auch aus dem Ergebnis einer Prüfung nach $ 34 BNatSchG, das keiner Abwägung im eigentlichen Sinne zugänglich ist, sondern beim Auftreten erheblicher Beeinträchtigungen der Schutzziele in einem Ausnahmeverfahren das Abprüfen eng definierter Ausnahmetatbestände erfordert. Gesondert zu betrachten sind weiterhin Beeinträchtigungen von Schutzgebieten, gesetzlich geschützten Biotopen oder besonders geschützten Arten, die eigene naturschutzrechtliche Ausnahmen oder Befreiungen bzw. das Vorliegen einer sog. "Befreiungslage" als Voraussetzungen für eine weitere Beplanung erfordern. Damit rechtssichere Entscheidungen getroffen werden, ist es notwendig, diese Tatbestände darin weiterhin differenziert zu betrachten. Es wird dabei Aufgabe vor allem der Planbegründung zu einem Bauleitplan sein, die einzelnen Verfahrensbestandteile, die der Gesetzgeber im Verfahren der Umweltprüfung gebündelt haben will, wieder aufzugliedern und sie jeweils gesondert darzulegen, selbst wenn es dabei zu Redundanzen kommen sollte. Die mit den einzelnen Belangen verbundenen Anforderungen sollten zudem bereits bei der Ermittlung der Grundlagen für einen Bauleitplan und ihrer Bewertung entsprechend beachtet werden; Letzteres wird sich besonders für die Ebene der verbindlichen Bauleitplanung als wichtig erweisen.
Application and Acceptance of the Habitats Directive in Germany and France - Comparison of Selected Areas. Since 1992, when the Habitats Directive (92/43/EWG) came into effect, all EU member states are obligated to contribute to the establishment of a coherent ecological framework of special protection areas, called Natura 2000. The guideline states both protection objects and protection aims more precisely but its implementation is, to a large extent, left to the member states. In the neighbouring states Germany and France the organisation report strategy, and area management of the Natura 2000 areas differ significantly. Based on these conditions, in both countries two exemplary regions (mountain range and low mountain range) with 3 Natura 2000-areas were selected. In exemplary municipalities the local decision-makers and other relevant activists were interviewed regarding their acceptance of Natura 2000. The results showed altogether a higher acceptance in the 12 German municipalities than in the 12 French but at the same time an extensive insecurity regarding the new obligations on order to implement the protection system. In the French examples the lack of public participation organised by the state government contributed to a reduced acceptance during the first years of the implementation of the Habitats Guideline. Besides, crucial elements for a local acceptance of the Natura 2000 system in both states were the land owners, existing plans and development aims of the municipality, land use and a possibly existing protection status of the area. Additionally the study showed that a transparent establishment of a management plan offers the opportunity to co-ordinate different land use and protection interests. The designation of a separate area co-ordinator for each Natura 2000-area, at the same time contact for the local community like in France, can provide a valuable, confidence-building measure.
Zusammenfassung Auf der Grundlage von $ 32 BbgNatschG gesetzlich geschützte Biotope unterliegen einem strengen Schutz vor Veränderungen, von dem nur unter bestimmten Voraussetzungen (nach $ 36 BbgNatSchG) Ausnahmen erteilt werden dürfen. In einer Untersuchung von 79 Bescheiden wurden die Genehmigungspraxis und die Umsetzung von Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen bei der Erteilung von Ausnahmen vom gesetzlichen Biotopschutz in drei Kreisen und zwei kreisfreien Städten Brandenburgs analysiert. Hierbei wurde deutlich, dass bei zwei Dritteln der realisierten Beeinträchtigungen die zur Kompensation beauflagten Maßnahmen nicht oder nur unzureichend umgesetzt wurden. Umsetzungsmängel bestehen in der Art der Herstellung wie auch in der Pflege der Maßnahmen. Gründe können sowohl in unklaren Formulierungen der Bescheide als auch im mangelnden Umsetzungswillen der Antragsteller bestehen. Daneben fällt auf, dass gewisse Bestimmungen (z.B. das Vorliegen einer "Geringfügigkeit" von Beeinträchtigungen als Voraussetzung für die Erteilung einer Ausnahme) uneinheitlich gehandhabt werden. Um den Vollzug der Umsetzung stärker voranzutreiben, müssen Nachkontrollen einen höheren Stellenwert in der Arbeit der Naturschutzbehörden bekommen. Hier kann bei der Formulierung der Bescheide bereits wichtige Vorarbeit geleistet werden. Offizielle Musterbescheide und aktualisierte Vollzugshilfen mit Erläuterungen von Rechtsbegriffen sind ein wichtiger Baustein für die tägliche Verwaltungsarbeit. Wenn die Umsetzung dann wenigstens stichprobenartig begleitet und weiterverfolgt wird, können auch die Antragsteller stärker in die Pflicht genommen werden.
Summary Possibilities of Co-Operation between Nature Conservation and Water Management. The EU Water Framework Directive (WFD) issued different regulations in the context of flodplains although not listing them directly as target areas to be dealt with. This makes clear that flodplains are assed as functional areas and therefore also need concrete requirements for their protection and development from a water management point of view. Additionally measures along rivers and streams necessary to reach the environmental aims of the WFD can result in changed conditions in floodplains. This is illustrated by examples of the Lower HAvel River. This may lead to conflicts with the aims and tasks of nature conservation. Particularly the definition of development aims needs an early identification of agreements and possible conflicts. Therefore the water management authorities have to consider the influence of the floodplains on the condition of the water bodies in an early stage: as soon as reference conditions are described, for the assessment of the risks to achieve the environmental aims as well as for the development of measurement programmes. Further it will be the task of nature conservation institutions to establish own target systems for the water bodies additionally to the NATURA2000- syetem of protection areas as well as for the development of measurement programmes of the WFD. Zusmamenfassung Die EU- Wasserrahmenrichtlinie benennt Auen zwar nicht direkt als Handlungsobjekte. Betrachtet man jedoch ihre verschiedenen Vorgaben im Zusammenhang, wird deutlich, dass Auen als Funktionsräume mit erfasst sind, weshalb zukünftig aus wasserwirtschaftlicher Sicht auch konkrete Anforderungen an ihren Schutz und ihre Entwicklung zu stellen sein werden. Zudem können Maßnahmen am Fließgewässer, die zum Erreichen der Umweltziele der WRRL erforderlich sind, zu Veränderungen der Bedingungen in Flussauen führen. Dies wird an Beispielen aus der Unteren Havel näher erläutert. Damit ergeben sich Überschneidungen mit den Zielen und Aufgaben des Naturschutzes in Flussauen, die eine enge Abstimmung von Wasserwirtschaft und Naturschutz erforderlich machen. Besonders bei der Festlegung von Entwicklungszielen sind Gemeinsamkeiten und mögliche Konfliktpotenziale frühzeitig zu identifizieren. Dazu ist es erforderlich, dass von der Wasserwirtschaft der Einfluss der Auen auf den Zustand der Wasserkörper bereits bei der Beschreibung der Referenzzustände, der Bewertung der Risiken für das Erreichen der Umweltziele sowie der Entwicklung von Maßnahmenprogrammen berücksichtigt wird. Um Einfluss auf die Maßnahmenprogramme n. WRRL nehmen zu können, wird es Aufgabe des Naturschutzes sein, auch über das Schutzgebietssystem NATURA2000 hinaus eigene gewässerbezogene Zielsysteme zum Auenschutz aufzustellen.
Zur Erfassung und Bewertung des Landschaftsbildes in der Eingriffsregelung gibt es im Straßenbau mittlerweile ein breites Spektrum an Leitfäden und planerischen Grundlagen. Als mit Problemen behaftet erweist sich jedoch häufig die darauf aufbauende, auf konkrete Beeinträchtigungen Bezug nehmende Ableitung von Maßnahmen. Vor diesem Hintergrund hatte ein vom Bundesamt für Naturschutz beauftragtes FuE-Vorhaben (JESSEL et al. 2003) die Aufgabe, am Beispiel linienförmiger Verkehrsvorhaben des Bundes (Straße und Schiene) Hinweise zu erarbeiten, wie konkrete Vorkehrungen zur Vermeidung und Minderung von Beeinträchtigungen des Landschaftsbildes sowie umsetzungsorientierte Maßnahmen zu seiner landschaftsgerechten Wiederherstellung und Neugestaltung begründet werden können. Berücksichtigt wurden insbesondere die neuen rahmenrechtlichen Vorgaben des zum 04.04.2002 novellierten Bundesnaturschutzgesetzes (im Folgenden: BNatSchG 2002). Des Weiteren wurden exemplarische Nachkontrollen zum Landschaftsbild durchgeführt, um Empfehlungen abzuleiten wie die spezifischen Belange dieses Schutzguts bei derartigen Überprüfungen zu berücksichtigen sind. The road construction sector in Germany already has a large number of guidelines and legal planning principles that govern the collection of landscape data and landscape evaluation for the German Impact Regulation. However, deriving measures that are both based on these guidelines and principles, and take concrete interference into account often prove problematic. In view of this fact, the German Federal Agency for Nature Conservation commissioned a research project that could be used to justify concrete precautionary measures that seek to avoid and reduce interference in the landscape, and implementation-oriented measures for landscape-friendly restauration and rearrangement. The project was based on the Federal Government's transport plans for the road and rail sector. It focussed in particular on the new legal standards set out in the Federal Nature Conservation Act that was amended on 4.4.2002. In addition, exemplary follow-up checks on the landscape were made with the aim of formulating recommendations as to how the specific needs of the landcape can be taken into account when carrying out such assessments.
Landnutzungsszenarien zur Entscheidungsunterstützung : ein Beispiel aus dem Einzugsgebiet der Havel
(2004)
Zusammenfassung Über 70 % der Stickstoffeinträge in die Gewässer stammen aus diffusen Quellen. Art und Intensität der Landnutzung im Einzugsgebiet haben daran einen wesentlichen Anteil. Bei der Umsetzung der EU- Wasserrahmenrichtlinie wird es deshalb auch darauf ankommen, Strategien für eine angepasste, gewässerverträgliche Landntzung zu entwickeln. Szenarien können verschiedene Wege zum Ziel, dem guten Zustand nach WRRL, aufzeigen, ihre Auswirkungen in komplexen Zusammenhängen darstellen und damit Entscheidungsprozesse unterstützen. Im Artikel wird eine Methodik zur Entwicklung von Landnutzungsszenarien vorgestellt, die im Rahmen des Verbundprojektes "Bewirtschaftungsmöglichkeiten im Einzugsgebiet der Havel" erarbeitet wurde.
Beim Ausbau der BAB A9 wurde die naturschutzrechtliche Eingriffsregelung in den verschiedenen Bundesländern zwar vom Grundsatz vergleichbar, in vielen Details (z.B. Kompensationsumfang, Maßnahmenunterhaltung) jedoch unterschiedlich angewendet. Diese Unterschiede kommen weniger durch die rechtlichen Vorgaben als durch unterschiedliche methodische und inhaltliche Herangehensweisen zustande. So ist festzustellen, dass die naturschutzfachlichen Ergebnisse in den untersuchten Beispielen nicht von der Art des Zulassungsverfahrens abhängen. Entscheidend sind vielmehr die fachliche Qualität und die Umsetzungsorientierung der Begleitplanungen und die Bereitschaft von Planungsträgern, Naturschutzbehörden und Flächeneigentümern, bei der Abarbeitung der Eingriffsregelung zusammenzuarbeiten. Trotz ähnlicher Vorhabensmerkmale wurden die Beeinträchtigungen von Naturhaushalt und Landschaftsbild unterschiedlich detailliert ermittelt. Es besteht eine sehr klare Tendenz, im LBP lediglich einige Hauptbeeinträchtigungen zu ermitteln und zu quantifizieren und daraus pragmatisch den Kompensationsbedarf abzuleiten. Wurden detailliertere schutzgut- oder funktionsbezogenen Darstellungen der Beeinträchtigungen, z.B. auf Basis einer UVS vorgenommen, dienten sie dazu, unterschiedliche Typen von Kompensationsmaßnahmen zu begründen. Den Umfang der Kompensation beeinflussen die Flächengröße und die Wertigkeit der beanspruchten Biotope. In allen Beispielen wurden hauptsächlich Ersatzmaßnahmen geplant und realisiert. Der tatsächliche Erfolg der Maßnahmen hängt ganz entscheidend von der langfristigen Unterhaltung und Sicherung der Maßnahmen ab. Hier verfolgen die Planungsträger unterschiedliche Strategien.
Theoretische Ansätze unter den Oberbegriffen "Hierarchy" und "Scale" sind in der Ökologie seit den 1980er-Jahren entwickelt und intensiv diskutiert worden. Das wissenschaftliche Paradigma kann mit dem Begriff "Hierarchical Patch Dynamics" beschrieben werden. Obwohl auch Anwendungsbezüge diskutiert und konzipiert wurden, hat es in Deutschland bisher in der Landschaftsplanung kein größeres Echo hervorgerufen. Gleichwohl gibt es eine Reihe interessanter Anknüpfungspunkte zwischen Aussagen der ökologischen Hierarchie-Theorie und konkreten landschaftsplanerischen und naturschutzfachliceh Aufgabenstellungen. Vor diesem Hintergrund werden Grundzüge dieser Theorie bzw. der unter dem Dach des Paradigmas "Hierarchical Patch Dynamics" versammelten theoretischen Ansätze dargestellt. Wesentlich ist die erkenntnistheoretische Grundhaltung, die versucht, unzulässige Verallgemeinerungen oder Absolutheitsansprüche auszuschließen, indem sie zunächst den Gegenstandsbereich der Ökologie beschreibt und analysiert. Auf dieser Grundlage werden Herangehensweisen zur Behandlung ökologischer Fragestellungen vorgeschlagen. Diese Herangehensweisen lassen sich auf landschaftsplanerische Aufgaben übertragen. Es wird gezeigt, für welche Bereiche eine solche Übertragung denkbar wäre. Letztlich bedürfte es einer Praxisüberprüfung, um herauszufinden, ob mit Hilfe von Ansätzen der ökologischen Hierarchie- Theorie die Bearbeitung planerischer Fragestellungen verbessert oder ergänzt werden könnte.
Zusammenfassung und Facit Durch die seit August 2001 im Kraft getretene geänderte Gesetzeslage hat sich in puncto materieller Wirkung der UVP auch in der Bauleitplanung nicht viel geändert. Wirklich neu ist lediglich der Umweltbericht, über den eine prozessbegleitend angelegte, besser strukturierte Aufbereitung des relevanten Abwägungsmaterials zu erwarten ist, die aber keine die Entscheidung präjudizierende Wirkung hat. WULFHORST (2001, 252) spricht hier von einer allerdings nicht zu unterschätzenden "verfahrenspsychologischen Wirkung". Handlungsbedarf besteht - zumal vor dem Hintergrund der anstehenden Umsetzung der Plan-UVP - gerade in der Bauleitplanung im Hinblick darauf, welche Möglichkeiten der Integration und Abstimmung der verschiedenen Instrumente zur Folgenbewältigung gegeben sind. Diese Betrachtung sollte aber nicht nur eingeschränkt auf eine inhaltliche Zusammenfassung bei gleichzeitiger Erstellung getrennter Dokumente für die verschiedenen Verfahren erfolgen. Vielmehr ist einer inhaltlichen Differenzierung der verschiedenen Aufgaben die gleiche Aufmerksamkeit zu widmen wie der formal angelegten Beachtung der verfahrensmäßigen Anforderungen. Mit Spannung bleibt schließlich abzuwarten, wie der EuGH seine interpretierende Rechtsprechung zu den nationalen Umsetzungen der geänderten UVP-Richtlinie und hier insbesondere zur Umsetzung der geforderten Einzelfallprüfung gestalten wird. Die Vergangenheit hat gezeigt, dass der EuGH gerade unter dem Vorsorgeaspekt zu einer recht weitgehenden Auslegung entsprechenden Bestimmungen neigt. Man ist daher sicher nicht schlecht beraten, den Anwendungsbereich der UVP in der Bauleitplanung im Ermessensfall eher weit zu gestalten.
A fine-grained slope that exhibits slow movement rates was investigated to understand how geohydrological processes contribute to a consecutive development of mass movements in the Vorarlberg Alps, Austria. For that purpose intensive hydrometeorological, hydrogeological and geotechnical observations as well as surveying of surface movement rates were conducted during 1998–2001. Subsurface water dynamics at the creeping slope turned out to be dominated by a three-dimensional pressure system. The pressure reaction is triggered by fast infiltration of surface water and subsequent lateral water flow in the south-western part of the hillslope. The related pressure signal was shown to propagate further downhill, causing fast reactions of the piezometric head at 5Ð5 m depth on a daily time scale. The observed pressure reactions might belong to a temporary hillslope water body that extends further downhill. The related buoyancy forces could be one of the driving forces for the mass movement. A physically based hydrological model was adopted to model simultaneously surface and subsurface water dynamics including evapotranspiration and runoff production. It was possible to reproduce surface runoff and observed pressure reactions in principle. However, as soil hydraulic functions were only estimated on pedotransfer functions, a quantitative comparison between observed and simulated subsurface dynamics is not feasible. Nevertheless, the results suggest that it is possible to reconstruct important spatial structures based on sparse observations in the field which allow reasonable simulations with a physically based hydrological model. Copyright 2005 John Wiley & Sons, Ltd. KEY WORDS rainfall-induced landslides; soil creep; hydrological modelling; Vorarlberg; Austria; pressure propagation
Predictability of hydrologic response at the plot and catchment scales: Role of initial conditions
(2004)
This paper examines the effect of uncertain initial soil moisture on hydrologic response at the plot scale (1 m2) and the catchment scale (3.6 km2) in the presence of threshold transitions between matrix and preferential flow. We adopt the concepts of microstates and macrostates from statistical mechanics. The microstates are the detailed patterns of initial soil moisture that are inherently unknown, while the macrostates are specified by the statistical distributions of initial soil moisture that can be derived from the measurements typically available in field experiments. We use a physically based model and ensure that it closely represents the processes in the Weiherbach catchment, Germany. We then use the model to generate hydrologic response to hypothetical irrigation events and rainfall events for multiple realizations of initial soil moisture microstates that are all consistent with the same macrostate. As the measures of uncertainty at the plot scale we use the coefficient of variation and the scaled range of simulated vertical bromide transport distances between realizations. At the catchment scale we use similar statistics derived from simulated flood peak discharges. The simulations indicate that at both scales the predictability depends on the average initial soil moisture state and is at a minimum around the soil moisture value where the transition from matrix to macropore flow occurs. The predictability increases with rainfall intensity. The predictability increases with scale with maximum absolute errors of 90 and 32% at the plot scale and the catchment scale, respectively. It is argued that even if we assume perfect knowledge on the processes, the level of detail with which one can measure the initial conditions along with the nonlinearity of the system will set limits to the repeatability of experiments and limits to the predictability of models at the plot and catchment scales.
Bemühungen um eine katastrophenresistentere Gesellschaft bedürfen nicht nur der Analyse potentiell bedrohlicher Prozesse wie Hochwasser, Hangrutschungen usw. Die solcherart gewonnenen Risikoeinschätzungen müssen adäquat kommuniziert werden, wenn das Risikobewusstsein der Bevölkerung gestärkt und absehbare Schäden minimiert werden sollen. In sieben Beiträgen behandeln Autoren verschiedener Disziplinen Fragen der Umsetzung des Wissens über die Natur in die gesellschaftliche Praxis.
Möglichkeiten zur Minderung des Hochwasserrisikos durch Nutzung von Flutpoldern an Havel und Oder
(2004)
Die extremen Hochwasserereignisse an der Oder (Juli 1997) und Elbe (August 2002) haben erneut gezeigt, welch enorme Risiken für Leben und Sachgüter von Überschwemmungen ausgehen können. Eine wichtige Maßnahme im Rahmen eines Hochwasserrisikomanagements stellt die gezielte Flutung von Polderflächen zur Minderung des Hochwasserrisikos von stromab gelegenen Gebieten mit hohem Schadenpotential dar. So wurde durch die Flutung der Polder an der Unteren Havel während des Elbhochwassers 2002 der Hochwasserscheitel erfolgreich verringert, wodurch die Verteidigung der stromab gelegenen Deiche unterstützt und die Überschwemmungsgefahr u. a. für die Stadt Wittenberge reduziert wurde. Dies stellt den Hintergrund des durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes "Möglichkeiten zur Minderung des Hochwasserrisikos durch Nutzung von Flutpoldern an Havel und Oder" dar, das in enger Kooperation zwischen Universität, den Landesämtern für Landwirtschaft und Umwelt und Ingenieurbüros bearbeitet wurde. Untersuchungsgebiete waren die Neuzeller Niederung an der Oder und die Polder an der Unteren Havel, deren Nutzung als Flutpolder geprüft bzw. optimiert werden sollte. Die Ergebnisse des interdisziplinären Forschungsprojektes werden in dem vorliegenden Bericht dargestellt.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein sequentielles Extraktionsverfahren zur Erfassung unterschiedlich stabiler Anteile der orgnischen Bodensubstanz (OBS) zu entwickeln und zu klären, ob ein Zusammenhang zwischen Löslichkeit und Stabilität besteht. Darüber hinaus sollen der Einfluss von Bewirtschaftungsmaßnahmen auf Menge und Zusammensetzung dieser OBS-Anteile und Zusammenhänge zwischen Fourier Transform Infrarot (FT-IR)-Spektroskopiedaten und der Kationenaustauschkapazität (KAK) der OBS analysiert werden. Für die Untersuchungen wurden Böden der Langzeitfeldexperimente (LFE) in Halle, Bad Lauchstädt und Rotthalmünster beprobt. Zur Erfassung unterschiedlicher OBS-Fraktionen wurden im ersten Schritt die wasserlöslichen OBS-Anteile (OBS(W)-Fraktion) aus den Böden isoliert. Im zweiten Schritt wurden aus den Extraktionsrückständen der Wasserextraktion OBS-Anteile mit einer Natrium (Na)-Pyrophosphatlösung extrahiert (OBS(PY)-Fraktion). Die Stabilität der OBS-Fraktionen wurde anhand von δ13C-Bestimmungen und 14C-Messungen untersucht. Die Charakterisierung der Zusammensetzung der OBS-Fraktionen erfolgte mittels FT-IR Spektroskopie. Generell wird mit der OBS(PY)-Fraktion ein größerer Anteil am organischen Kohlenstoffgehalt der Böden erfasst als mit der OBS(W)-Fraktion. Die δ13C- und 14C-Daten zeigen, dass die OBS(W)-Fraktion höhere Anteile jungen organischen Materials als die OBS(PY)-Fraktion enthält. Das entwickelte sequentielle Extraktionsverfahren ist also prinzipiell geeignet unterschiedlich stabile OBS-Anteile anhand ihrer Löslichkeit zu isolieren. Mittels FT-IR spektroskopischer Untersuchungen wird festgestellt, dass Bewirtschaftungsmaßnahmen, wie die Düngung, sowie Standorteigenschaften die Zusammensetzung der OBS-Fraktionen beeinflussen. Für die OBS(PY)-Fraktion ist dies stärker ausgeprägt als für die OBS(W)-Fraktion. Die KAK der OBS(PY)-Fraktion aus den Böden der LFE in Halle und Bad Lauchstädt ist positiv mit der Absorptionsintensität der C=O-Bande in den FT-IR Spektren dieser OBS-Fraktion korreliert.
Die Hochwasserereignisse der letzten Jahre haben Mängel bei der schnellen Verfügbarkeit des klassischen Darstellungs-, Entscheidungs- und Analyseinstruments Karte offenbart. Die Erfahrungen von 1997 und 2002 verdeutlichen, dass eine homogene digitale Datengrundlage, die neben rein topographischen zusätzlich auch fachspezifische Informationen des Hochwasserschutzes enthält, für eine effektive Bekämpfung solcher Ereignisse notwendig ist. Mit den Daten des ,Amtlichen Topographisch-Kartographischen Informationssystems’ (ATKIS) liegen topographische Basisdaten in graphikfreier Form als digitales Landschaftsmodell (DLM) flächendeckend für die Bundesrepublik vor. Anhand der exemplarischen Ableitung von nutzerorientierten Kartenmodellen aus diesen graphikfreien Daten wurde deren Eignung für den besonderen Verwendungszweck im Rahmen eines Hochwasserschutz-Informationssystems überprüft. Als Anwendungsbeispiel wurde das Gebiet der Ziltendorfer Niederung, die während des Oder-Hochwassers 1997 überflutet wurde, gewählt. In Expertengesprächen wurden zunächst Inhalte identifiziert, die für einen wirksamen Hochwasserschutz Relevanz besitzen; diese Inhalte wurden anschließend analog zum ATKIS-Systemdesign strukturiert und als Objekte eines separaten Objektbereichs im digitalen Fachmodell (DFM) erfasst. Bei der Ableitung von (Bildschirm-) Karten aus den graphikfreien Daten wurden jeweils unterschiedliche Kriterien für die Basiskarte und die Fachinhalte berücksichtigt. Dabei wurden verschiedene kartographische Regeln und Gesetze mit dem Ziel der prägnanten Visualisierung und damit der eindeutigen Lesbarkeit der Karten angewendet. Beispielhaft sei hier die Schaffung einer visuellen Hierarchie zwischen Basiskarte und Fachinhalten genannt. Die besonderen Nutzungsbedingungen von Karten im Einsatzfall erfordern u.a., dass die Karten auch von Personen, die nur über geringe oder keine Erfahrung im Umgang mit Karten verfügen, schnell und einfach zu lesen sind, um so eine sichere Informationsvermittlung zu gewährleisten. Voraussetzung dafür ist einerseits die Beschränkung auf die Darstellung der wesentlichen Inhalte, andererseits die Verwendung leicht lesbarer Kartenzeichen. Aus diesem Grund wurden einheitliche Kartenzeichen zur Darstellung der Fachinhalte entwickelt, die entweder aus allgemein bekannten Symbolen, aus den im Katastrophenschutz üblicherweise verwendeten sog. taktischen Zeichen oder aus Fachzeichen des Hochwasserschutzes abgeleitet wurden. Die entwickelten Kartenmodelle wurden abschließend in qualitativen Experteninterviews in Bezug auf ihre Qualität und Verwendbarkeit im Hochwasserschutz geprüft. Die Auswertung der Interviews ergab eine insgesamt positive Beurteilung der Karten für den Einsatz in Hochwasserschutz-Informationssystemen. Damit leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag zur Entwicklung von (Bildschirm-) Karten zur Unterstützung bei der Entscheidungsfindung im Katastrophenmanagement.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von Wanderungsüberlegungen der Einwohner der Stadt Visaginas vor dem Hintergrund steigender ökonomischer Unsicherheit, bedingt durch die bevorstehende Schließung des Atomkraftwerkes 'Ignalina'. Visaginas befindet sich im Nordosten Litauens, in einer der strukturschwächsten Regionen des Landes. Von Mitte der 70er bis Ende der 80er Jahre entstand die Stadt als Wohnstätte für die Arbeiter des sich zu dieser Zeit ebenfalls im Bau befindlichen Atomkraftwerkes 'Ignalina' sowie für deren Angehörige. Noch heute ist die Stadt wirtschaftlich vom Kraftwerk abhängig: Nicht nur ist das staatliche Unternehmen der größte Arbeitgeber für die ca. 30.000 Einwohner, sondern darüber hinaus stellt auch die Mehrzahl der unabhängigen Firmen ihre Leistungen und Produktion in dessen Dienst. Auf Druck der Europäischen Union, welche bereits Ende der 90er Jahre aus sicherheitstechnischen Gründen die Schließung des Atomkraftwerkes forderte, beschloss die Regierung Litauens, das Atomkraftwerk stillzulegen. Am 1. Januar 2005 wird der Betrieb des ersten Reaktors eingestellt. Die endgültige Abschaltung ist bis zum Januar 2009 vorgesehen. Auf diese Weise wird der Stadt Visaginas, und damit verbunden vielen ihrer Einwohner, die wirtschaftliche Existenzgrundlage entzogen. Bedingt durch den Wegfall ihres Arbeitsplatzes wird ein Großteil der Einwohner gezwungen sein, sich nach Beschäftigungsalternativen umzuschauen. Da jedoch auch im Umland der Stadt keine ausreichenden Möglichkeiten bestehen, die freigesetzten Arbeitskräfte aufzufangen, wird für viele Betroffene die einzige Alternative darin liegen, Visaginas auf der Suche nach einem neuen Arbeitsplatz zu verlassen. Die Tatsache, dass der Großteil der heutigen Einwohner aus anderen Unionsrepubliken der damaligen Sowjetunion nach Visaginas kam und nur selten über gute Kenntnisse in der Landessprache Litauisch verfügt, stellt dabei ein besonderes Problem dar. Der Arbeit lag folgende zentrale Fragestellung zugrunde: Warum wandern unter gleichen strukturellen (vor allem ökonomischen) Rahmenbedingungen Menschen aus Visaginas ab, während andere dies nicht tun bzw. eine Abwanderung gar nicht in Erwägung ziehen? Betreuer/Gutachter: Prof. Wilfried Heller; Prof. Sebastian Lentz
Chemical transformations and hydraulic processes in soil and groundwater often lead to an apparent retention of nitrate in lowland catchments. Models are needed to evaluate the interaction of these processes in space and time. The objectives of this study are i) to develop a specific modelling approach by combining selected modelling tools simulating N-transport and turnover in soils and groundwater of lowland catchments, ii) to study interactions between catchment properties and nitrogen transport. Special attention was paid to potential N-loads to surface waters. The modelling approach combines various submodels for water flow and solute transport in soil and groundwater: The soil-water- and nitrogen-model mRISK-N, the groundwater flow model MODFLOW and the solute transport model RT3D. In order to investigate interactions of N-transport and catchment characteristics, the distribution and availability of reaction partners have to be taken into account. Therefore, a special reaction-module is developed, which simulates various chemical processes in groundwater, such as the degradation of organic matter by oxygen, nitrate, sulphate or pyrite oxidation by oxygen and nitrate. The model approach is applied to different simulation, focussing on specific submodels. All simulation studies are based on field data from the Schaugraben catchment, a pleistocene catchment of approximately 25 km², close to Osterburg(Altmark) in the North of Saxony-Anhalt. The following modelling studies have been carried out: i) evaluation of the soil-water- and nitrogen-model based on lysimeter data, ii) modelling of a field scale tracer experiment on nitrate transport and turnover in the groundwater as a first application of the reaction module, iii) evaluation of interactions between hydraulic and chemical aquifer properties in a two-dimensional groundwater transect, iv) modelling of distributed groundwater recharge and soil nitrogen leaching in the study area, to be used as input data for subsequent groundwater simulations, v) study of groundwater nitrate distribution and nitrate breakthrough to the surface water system in the Schaugraben catchment area and a subcatchment, using three-dimensional modelling of reactive groundwater transport. The various model applications prove the model to be capable of simulating interactions between transport, turnover and hydraulic and chemical catchment properties. The distribution of nitrate in the sediment and the resulting loads to surface waters are strongly affected by the amount of reactive substances and by the residence time within the aquifer. In the Schaugraben catchment simulations, it is found that a period of 70 years is needed to raise the average seepage concentrations of nitrate to a level corresponding to the given input situation, if no reactions are considered. Under reactive transport conditions, nitrate concentrations are reduced effectively. Simulation results show that groundwater exfiltration does not contribute considerably to the nitrate pollution of surface waters, as most nitrate entering soils and groundwater is lost by denitrification. Additional sources, such as direct inputs or tile drains have to be taken into account to explain surface water loads. The prognostic value of the models for the study site is limited by uncertainties of input data and estimation of model parameters. Nevertheless, the modelling approach is a useful aid for the identification of source and sink areas of nitrate pollution as well as the investigation of system response to management measures or landuse changes with scenario simulations. The modelling approach assists in the interpretation of observed data, as it allows to integrate local observations into a spatial and temporal framework.
Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen der geothermischen Energieerzeugung aus umwelt- und naturschutzfachlicher Sicht zu untersuchen und zu bewerten. Auf der Grundlage einer umfassenden Literaturstudie, von Expertenbefragungen sowie der Besichtigung des Hydrothermalen Erdwärmekraftwerkes in Neustadt-Glewe und der Erdwärmesondenanlage auf dem Max-Planck-Campus in Golm wurden die für eine behördliche Genehmigung der Erschließung und Nutzung von Erdwärmevorkommen notwendigen gesetzlichen Regelungen systematisch aufgearbeitet und die mit den Techniken zur Erschließung bzw. den Anlagen zur Nutzung von Erdwärme verbundenen umweltrelevanten Wirkfaktoren ausgewiesen und systematisch dargestellt. Darauf aufbauend wurden die potenziellen Wirkungen auf die Schutzgüter des UVPG qualitativ erfasst und, soweit es in Anbetracht des derzeitigen Standes der Forschung möglich war, quantifiziert. Die Wirkungen wurden schließlich hinsichtlich ihrer Bedeutung und Erheblichkeit im Rahmen von behördlichen Genehmigungsentscheidungen bewertet und miteinander verglichen. Die Anforderungen an den Inhalt von Antragsunterlagen wurden dargestellt. Gutachter / Betreuer: Dr. Holger Rößling ; Dipl.-Biol. Karl Scheurlen
Zwischen 1990 und 1994 wurden rund 1000 Liegenschaften, die in der ehemaligen DDR von der Sowjetarmee und der NVA für militärische Übungen genutzt wurden, an Bund und Länder übergeben. Die größten Truppenübungsplätze liegen in Brandenburg und sind heute teilweise in Großschutzgebiete integriert, andere Plätze werden von der Bundeswehr weiterhin aktiv genutzt. Aufgrund des militärischen Betriebs sind die Böden dieser Truppenübungsplätze oft durch Blindgänger, Munitionsreste, Treibstoff- und Schmierölreste bis hin zu chemischen Kampfstoffen belastet. Allerdings existieren auf fast allen Liegenschaften neben diesen durch Munition und militärische Übungen belasteten Bereichen auch naturschutzfachlich wertvolle Flächen; gerade in den Offenlandbereichen kann dies durchaus mit einer Belastung durch Kampfmittel einhergehen. Charakteristisch für diese offenen Flächen, zu denen u.a. Zwergstrauchheiden, Trockenrasen, wüstenähnliche Sandflächen und andere nährstoffarme baumlose Lebensräume gehören, sind Großflächigkeit, Abgeschiedenheit sowie ihre besondere Nutzung und Bewirtschaftung, d.h. die Abwesenheit von land- und forstwirtschaftlichem Betrieb sowie von Siedlungsflächen. Diese Charakteristik war die Grundlage für die Entwicklung einer speziell angepassten Flora und Fauna. Nach Beendigung des Militärbetriebs setzte dann in weiten Teilen eine großflächige Sukzession – die allmähliche Veränderung der Zusammensetzung von Pflanzen- und Tiergesellschaften – ein, die diese offenen Bereiche teilweise bereits in Wald verwandelte und somit verschwinden ließ. Dies wiederum führte zum Verlust der an diese Offenlandflächen gebundenen Tier- und Pflanzenarten. Zur Erhaltung, Gestaltung und Entwicklung dieser offenen Flächen wurden daher von einer interdisziplinären Gruppe von Naturwissenschaftlern verschiedene Methoden und Konzepte auf ihre jeweilige Wirksamkeit untersucht. So konnten schließlich die für die jeweiligen Standortbedingungen geeigneten Maßnahmen eingeleitet werden. Voraussetzung für die Einleitung der Maßnahmen sind zum einen Kenntnisse zu diesen jeweiligen Standortbedingungen, d.h. zum Ist-Zustand, sowie zur Entwicklung der Flächen, d.h. zur Dynamik. So kann eine Abschätzung über die zukünftige Flächenentwicklung getroffen werden, damit ein effizienter Maßnahmeneinsatz stattfinden kann. Geoinformationssysteme (GIS) spielen dabei eine entscheidende Rolle zur digitalen Dokumentation der Biotop- und Nutzungstypen, da sie die Möglichkeit bieten, raum- und zeitbezogene Geometrie- und Sachdaten in großen Mengen zu verarbeiten. Daher wurde ein fachspezifisches GIS für Truppenübungsplätze entwickelt und implementiert. Die Aufgaben umfassten die Konzeption der Datenbank und des Objektmodells sowie fachspezifischer Modellierungs-, Analyse- und Präsentationsfunktionen. Für die Integration von Fachdaten in die GIS-Datenbank wurde zudem ein Metadatenkatalog entwickelt, der in Form eines zusätzlichen GIS-Tools verfügbar ist. Die Basisdaten für das GIS wurden aus Fernerkundungsdaten, topographischen Karten sowie Geländekartierungen gewonnen. Als Instrument für die Abschätzung der zukünftigen Entwicklung wurde das Simulationstool AST4D entwickelt, in dem sowohl die Nutzung der (Raster-)Daten des GIS als Ausgangsdaten für die Simulationen als auch die Nutzung der Simulationsergebnisse im GIS möglich ist. Zudem können die Daten in AST4D raumbezogen visualisiert werden. Das mathematische Konstrukt für das Tool war ein so genannter Zellulärer Automat, mit dem die Flächenentwicklung unter verschiedenen Voraussetzungen simuliert werden kann. So war die Bildung verschiedener Szenarien möglich, d.h. die Simulation der Flächenentwicklung mit verschiedenen (bekannten) Eingangsparametern und den daraus resultierenden unterschiedlichen (unbekannten) Endzuständen. Vor der Durchführung einer der drei in AST4D möglichen Simulationsstufen können angepasst an das jeweilige Untersuchungsgebiet benutzerspezifische Festlegungen getroffen werden.