Unsere Projekte
Klimawald 2100 - Grundwassermodellierung für den Soonwald (Gefördert durch die Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz, 2023 - 2026)
Pegelbetrieb Kloster Olewig, Trier (Gefördert durch die Stadt Trier, Phase II, 2022 - 2024)
Sedimentmobilisierung aus Talsperren (Gefördert durch die Verbandsgemeinde Bitburger Land, 2022 - 2023)
FloReST: Urban Flood Resilience - Smart Tools (Gefördert durch das BMBF, 2022-2025)
Pegelbetrieb Kloster Olewig, Trier (Gefördert durch die Stadt Trier, Phase I, 2018 - 2021)
Zeitlich hochaufgelöstes Gewässermonitoring zur Erfassung des Nährstoffrückhalts in urban geprägten Bächen (Gefördert durch die Nikolaus-Koch-Stiftung, 2018 - 2020)
Stadthydrologische Modellierung (Projekt in Zusammenarbeit mit und finanziert durch die Universität Freiburg, 2017 - 2018)
SCHWEBSAM - Entwicklung und Eignungsprüfung neuartiger Schwebstoffsammler zur repräsentativen Gewinnung von Schwebstoff aus Oberflächengewässern für Schadstoffuntersuchungen(FuE-Projekt in Kooperation mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde), 2012-2014
Impact of rainwater management on flood events (gefördert durch den Fonds National de la Recherche Luxembourg TR-PHD BRF 08-065), 2008-2014
Impact of stormwater management measures on pollutant removal in urban environments (gefördert durch den Fonds National de la Recherche Luxembourg TR-PHD BRF 08-096), 2008-2012
KlimLandRP (gefördert vom Ministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz Rheinland-Pfalz), 2008-2011
Quantifizierung der Gerinnespeicherung von kohäsiven Feinpartikeln im Verlauf von künstlich erzeugten Hochwasserwellen und stationären Trockenwetterrandbedingungen (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft), seit 2009, Fortsetzung seit 2012
Geländeexperimente mit künstlichen Hochwasserwellen zur Erforschung des Stofftransports im Gerinnebett eines kleinen Mittelgebirgseinzugsgebiets (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft), 2002-2007
Material flows in the catchment area of the river Alzette: Impacts of contaminants on the water resources quality (In Kooperation mit dem CRTE/CRP Henri Tudor, Luxemburg; gefördert vom Fonds National de la Recherche, Luxemburg), 2002-2007
Der partikelgebundene Schadstofftransport bei Hochwasserwellen - Die Varianz zwischen Hochwasserwellen (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft) 1993-2000
Raumzeitliche Dynamiken von anorganischen und organischen Schadstoffen in Flusssedimenten (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft), 1993-2000
MIAT – Flush: Analyse des First - Flush Phänomens im Alzette - Einzugsgebiet (In Kooperation mit dem CRTE/CRP Henri Tudor, Luxemburg; gefördert von der Administration de la Gestion de l'Eau, Luxemburg)
Kolloidaler Schadstofftransport in Fließgewässern (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Luxembourg Ministry of Culture and Higher Education (BFR 1997/047))
Stofftransport in Fließgewässern als Teil einer regionalen Stoffflussanalyse (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des SFB522 „Umwelt&Region“), 1999-2002
Fluviatiler Austrag polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe in Gewässern der Region Trier – der Weg von der Quelle bis zum Austragssignal (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft), 2002-2007
Raumzeitliche Erfassung von organischen Umweltchemikalien in der Atmosphäre (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des SFB522 „Umwelt&Region“), 1999-2002
Hydroakustische Charakterisierung von kleinen Fließgewässern im Mittelgebirge (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft), 2004-2007
Pilot-Projekte zum Stofftransport in Fließgewässern (gefördert vom Forschungsfonds der Universität Trier)
Klimawald 2100 - Grundwassermodellierung für den Soonwald
Wasserbezogene Extremereignisse wie die Dürre- und Niedrigwasserperioden der vergangenen Jahre führten in vielen deutschen Mittelgebirgsregionen zu negativen Auswirkungen auf den quantitativen Zustand ihrer Grundwasserressourcen und Oberflächengewässer sowie den Zustand der darüber liegenden Waldgebiete. So auch im Soonwald. Für ein nachhaltiges Management und eine zukunftsgerechte Bewirtschaftung ist das grundlegende Verständnis der Funktion der dynamischen Grundwasserspeicher, der Grundwasserneubildung und der Resilienz der Grundwasserressourcen gegen klimatische Veränderungen von großer Bedeutung.
Im Rahmen des Moduls Wald und Wasser im Projekt Klimawald 2100 soll die Dynamik und Resilienz der dem Gebiet des Soonwaldes unterliegenden Grundwasserressourcen simuliert, analysiert und bewertet werden.
Die Hydrogeologie im Soonwald ist durch komplexe Lagerungsverhältnisse des Ausgangsgesteins geprägt: Ursprünglich horizontale unterdevonische Schichten aus Quarzit und Tonschiefer wurden durch tektonische Vertikalbewegungengefaltet und aufgeschichtet. Einfache Speichermodelle sind daher ungeeignet, um die jahreszeitlichen Herkunftsräume des Grundwassers zu modellieren. Die Simulation des Grundwasserhaushalts wird deswegen durch einen kombinierter Ansatz, bestehend aus der Bewertung von Umwelttracern, Zeitreihenanalysen und Modellsimulationen mit einem schrittweise komplexierbaren Speichermodell erfolgen. Anhand von Umwelttracern (stabile Wasserisotope, Nitrat, Silikat) werden Herkunftsräume und zeitliche Komponenten des Grundwassers nachvollzogen werden. Auf diese Weise erschließt sich ein Überblick über die grundwasserbezogenen Reaktionsräume im Soonwald.
Konkret wird die Untersuchung im Einzugsgebiet des Ellerbachs am Pegel Schleifmühle, sowie dem Pegel Argenschwang am Gräfenbach im oberen Einzugsgebiet des Ellerbachs, dessen Einzugsgebiet überwiegend durch den Soonwald geprägt ist, durchgeführt.
Pegelbetrieb Kloster Olewig, Trier
Fortsetzungsprojekt:
Im Kontext urbaner Sturzfluten infolge von Starkregenereignissenbilden hydrologische Grundlagendaten wie qualitativ hochwertige Wasserstands- und Abflusszeitreihen und langjährige hydrologische Kenngrößen (z.B. Mittlerer Abfluss MQ, Mittlerer Niedrigwasserabfluss MNQ etc.) die Grundvoraussetzung für ein effizientes Flussgebietsmanagement. Eine gute Datengrundlage ist überdies für die erfolgreiche Kalibrierung von Hochwasservorhersage-Modellen oder auch die hydraulische Ermittlung von Überschwemmungsflächen im Rahmen der EU-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie unabdingbar. Darüber hinaus stellt der Abfluss mit seinen unterschiedlichen Zeitbezügen eine bedeutsame Planungs- und Bemessungsgröße im naturnahen Wasserbau (z.B. über die Kennwerte Q30 & Q330 beim Bau von Fischaufstiegsanlagen) und für Anlagen des technischen Hochwasserschutzes dar. Von diesen Herausforderungen und Anforderungen im Bereich der Hydrologie und Wasserwirtschaft sind auch die Stadt Trier und die umgebende Mittelgebirgsregion direkt betroffen.
Betrieb des Abflusspegels Kloster Olewig, Trier
Gefördert durch die Stadt Trier (Phase II, 2022 - 2024)
Sedimentmobilisierung aus Talsperren
Untersuchung und Charakterisierung der Sediment-Dynamik Flussauf- &- Abwärts der Talsperre Bitburg-Prüm 2022-2023
Vorstudie zur Vorbereitung der Entschlammung der Talsperre Bitburg-Prüm zur Untersuchung der Fragen:
- Kann es durch Feinsedimente zu Kolmatierungen/ Zusetzung des Interstitials unterhalb der Talsperre kommen?
- Welche Fließgeschwindigkeiten/ Abflüsse sind notwendig, um die Feinsedimente in Schwebe zu halten?
- Welche Korngrößen können bei welchen Abflüssen noch transportiert werden?
- Welche Auswirkungen hat die Verlagerung organischer Substanz aus der Talsperre?
- Welche Fracht transportiert die Prüm an?
Gefördert durch den Talsperrenbetreiber Verbandsgemeinde Bitburger Land
FloReST: Urban Flood Resilience - Smart Tools
BMBF Verbundvorhaben in der Ausschreibung Wasser-Extremereignisse (WaX):
Notabflusswege sind Wege, die das Wasser bei Überlastung der planmäßigen Entwässerungsstruktur – oft als Sturzflut – oberirdisch durch die Bebauung nimmt. Das Teilprojekt der Universität Trier befasst sich mit der Entwicklung eines drohnenbasierten Ansatzes zum belastungsabhängigen Nachweis von Notabflusswegen in der bestehenden Siedlungsstruktur um eine zielgenaue Umsetzung von Hochwasservorsorgemaßnahmen zu ermöglichen.
Kooperationspartner: Hochschule Koblenz (Projektkoordination), Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, Kaiserslautern, disy Informationssysteme GmbH, Karlsruhe, Hochschule Trier, Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann + Partner mbH, Thür
Gefördert durch das BMBF, 2022-2025
Pegelbetrieb Kloster Olewig, Trier
Im Kontext urbaner Sturzfluten infolge von Starkregenereignissenbilden hydrologische Grundlagendaten wie qualitativ hochwertige Wasserstands- und Abflusszeitreihen und langjährige hydrologische Kenngrößen (z.B. Mittlerer Abfluss MQ, Mittlerer Niedrigwasserabfluss MNQ etc.) die Grundvoraussetzung für ein effizientes Flussgebietsmanagement. Eine gute Datengrundlage ist überdies für die erfolgreiche Kalibrierung von Hochwasservorhersage-Modellen oder auch die hydraulische Ermittlung von Überschwemmungsflächen im Rahmen der EU-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie unabdingbar. Darüber hinaus stellt der Abfluss mit seinen unterschiedlichen Zeitbezügen eine bedeutsame Planungs- und Bemessungsgröße im naturnahen Wasserbau (z.B. über die Kennwerte Q30 & Q330 beim Bau von Fischaufstiegsanlagen) und für Anlagen des technischen Hochwasserschutzes dar. Von diesen Herausforderungen und Anforderungen im Bereich der Hydrologie und Wasserwirtschaft sind auch die Stadt Trier und die umgebende Mittelgebirgsregion direkt betroffen.
Betrieb des Abflusspegels Kloster Olewig, Trier
Gefördert durch die Stadt Trier (Phase I, 2018 - 2021)
Zeitlich hochaufgelöstes Gewässermonitoring zur Erfassung des Nährstoffrückhalts in urban geprägten Bächen
Zahlreiche kleine und mittlere Gewässer in der Stadt Trier und im Landkreis Trier sind durch Neubaugebiete, neue Verkehrsflächen und der entsprechenden Infrastruktur beeinflusst. Die notwendig gewordenen Einrichtungen zur Niederschlagswasserbewirtschaftung und zur Abwasserbehandlung (Kläranlagenzuläufe) belasten die Gewässer während Hoch- und Niedrigwasserperioden. Insbesondere erhöhen sie das Hochwasserrisiko im Unterlauf und ziehen eine stoffliche Belastung des Gewässers nach sich. Ziel des Projektes ist die Vertiefung des Prozessverständnisses mikrobiologischer Selbstreinigungsprozesse in urbanen Gewässern, um sowohl allgemein, als auch speziell im Trierer Untersuchungsgebiet, das Management urbaner Gewässerbelastungen zu verbessern.
Gefördert durch die Nikolaus-Koch-Stiftung (2018 - 2020)
Stadthydrologische Modellierung
Der langfristige Wasserhaushalt bebauter Gebiete wird sowohl durch die vorherrschenden hydroklimatischen Bedingungen als auch durch Bebauungsstruktur und Oberflächeneigenschaften sowie die eingesetzten Regenwasserbewirtschaftungssysteme geprägt. Diese Besonderheit urbaner Einzugsgebiete verlangt eine prozessgerechte Berücksichtigung in hydrologischen Modellen, die für die Simulation des kurz- und langfristigen Wasserhaushalts von Siedlungsflächen (Abflussbildung, Grundwasserneubildung und Verdunstung) genutzt werden. Das frei verfügbare Simulationstool RoGeR_WB_Urban ist in der Lage die relevanten hydrologischen Prozesse zeitlich und räumlich hoch aufgelöst abzubilden und Maßnahmen zur Regenwasserbewirtschaftung zu berücksichtigen. Anhand des Modells sowie begleitender Langzeitmessungen und Feldexperimente werden verbesserte Grundlagendaten zur Parametrisierung von stadthydrologischen Modellen abgeleitet. In weiteren Arbeitsschritten werden standardisierte und übertragbare Methoden zur Bestimmung des Referenzzustandes für den naturnahen Wasserhaushalt sowie zur Entwicklung von Klimaszenarien für die stadthydrologische Modellierung und Stadtplanung entwickelt.
Projekt in Zusammenarbeit mit und finanziert durch die Universität Freiburg (2017 - 2018)
SCHWEBSAM - Entwicklung und Eignungsprüfung neuartiger Schwebstoffsammler zur repräsentativen Gewinnung von Schwebstoff aus Oberflächengewässern für Schadstoffuntersuchungen
Die im Rahmen von Monitoringaufgaben entnommenen Schwebstoffe in Oberflächengewässern werden mit unterschiedlichen Entnahmeverfahren gewonnen, so dass sich die Frage nach der Vergleichbarkeit physikalischer, chemischer und radiologischer Messwerte des Probenmaterials stellt. Verschiedentlich wurden in der Vergangenheit Probenahmeverfahren verglichen, ohne dass es zu einheitlichen Anwendungen vor allem kostengünstiger Sammelmethoden gekommen wäre. Um belastbare Daten zur Schwebstoffqualität zu erheben, werden im vorliegenden Projekt mehrere Verfahren zur Schwebstoffgewinnung geprüft und hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit optimiert. Dabei werden Kurzzeitsammelmethoden wie Durchflusszentrifuge und Hydrozyklon den zeitintegralen Beprobungsverfahren (Phillips-, BISAM-Sammler) gegenüber gestellt. Die Eignung der Verfahren wird im Rahmen eines Langzeitmonitorings am Rhein überprüft und bewertet.
Wir danken dem Ruderverein Treviris für seine Unterstützung zur Nutzung des Steges in der Mosel.
Impact of rainwater management on flood events
In coherence with the land development and urbanisation process, the area of impervious surfaces increases in central Europe. In comparison to natural surfaces, the sealing of soil surfaces leads to faster runoff generation and larger stormwater discharges in natural drainage systems. With the aim controlling the flood risk and to minimize the input of pollution into the receiving streams, rainwater management is of utmost important. The above-mentioned objectives are central parts of the European water directives (2000/60/EC and 2007/60/EC). The results of the Luxembourgish project LuxFlush and of the Interreg IIIb project WaReLa show a significant negative impact of urban stormwater on receiving streams. In this context, the transboundary cooperation provides comprehensive development potentials (e.g. comparison of procedures and exchange of experience). The chosen investigation areas, the heterogeneous catchments of the Luxembourgish Pétrusse and Mess as well as the German Olewiger Bach, will be part of this project and a close cooperation between transboundary partners is intended.
Antecedent hydro-meteorological conditions, rainwater management practices and affiliated man-made structures induce differences in the sequence of discharges as well as in the chemical composition of urban stormwater sources of water and pollutants. The comprehension of measured hydrological and hydrochemical data and calculated variables (e.g. runoff coefficient, chemical loads) will lead to the extraction of typical patterns for several sources. Beside the influence of direct connected sewerages, the receiving waters are affected by diffuse sources (e.g. leachate, relocation and exchange processes). The interactions of several sources and processes within the watershed are intricate within the flood events. Therefore this project will combine new data and applications with present results in anticipation of further findings. The equations, generated will give the possibility to estimate an influence of urban rainwater pollution on water quality during flood events, dry weather conditions, and on groundwater quality.
Kooperationspartner: CRP-Gabriel Lippmann, TU-Berlin
Impact of stormwater management measures on pollutant removal in urban environments
Urban development is an on-going process. The infrastructure of urban areas is designed to collect precipitation and convey it out of the watershed into sewers and surface water channels. In the past few years, the awareness of the ecological and environmental value of small urban waters and their relevance as an integral part of urban areas has been raised. A sustainable environmental handling of urban waters, with respect to flood prevention, ecological improvement and water quality, is a fundamental European objective (water framework direction 2000/60/EC; flood risk directive 2007/60/EC). Previous research has pointed out the negative impact of stormwater runoff on receiving watercourses. Decentralisation of runoff storage is a step towards stormwater drainage sustainability. The construction of retention basins as an on-site detention policy is a popular management practice because of easy implementation and high impact. Renaturation of canalised river stretches in urban environments lead to improvement of ecological and environmental value of small urban waters.
Small urban waters and retention basins receive their input directly from runoff of urban environments. A large amount of pollutants found in urban stormwater runoff originate from sealed surfaces e.g. roads, rooftops and backyards. Heavy metals and ecotoxicologically relevant organic substances are of most concern in urban stormwater. As a result, water quality must often first be improved by e.g. discharging the first flush to wastewater treatment plants before releasing them to retention areas and re-naturalized river stretches.
The objective of this research study is to investigate the influence of stormwater management practices on water quality. Therefore, the load of selected organic and inorganic pollutants in urban runoff will be measured, the enhancement of water quality due to renaturation of canalised river stretches and first flush discharge to sewerages as well as the pollutant’s behaviour in retention areas regarding to filling substrates are to be studied.
Kooperationspartner: CRP-Gabriel Lippmann
KlimLandRP
Das Projekt hat im Sinne des Leitbildes „Leben im Klimawandel durch Anpassung und zukunftsorientiertes Landschaftsmanagement“ zum Ziel, die Wirkungen und Folgen des Klimawandels in Rheinland-Pfalz umfassend zu untersuchen. Alle Umweltbereiche und der gesamt Landnutzungssektor sind einbezogen. Folgende Teilziele werden verfolgt:
- Analyse der bisherigen und Abschätzung der künftigen Klimaentwicklung
- Entwicklung/Weiterentwicklung von Methoden
- Erkenntnisse über die zu erwartenden Folgen des Klimawandels (Vulnerabilität)
- Aufzeigen von Chancen und Risiken
- Erarbeitung wissenschaftlich fundierter Anpassungsoptionen
- Identifikation weiteren Forschungsbedarfs
Quantifizierung der Gerinnespeicherung von kohäsiven Feinpartikeln im Verlauf von künstlich erzeugten Hochwasserwellen und stationären Trockenwetterrandbedingungen
Kohäsive Feinpartikel sind potentielle Träger von anorganischen und organischen Schadstoffen und spielen eine entscheidende Rolle beim Stoffaustausch zwischen Wasserkörper, Schwebstoff und Sediment. Daher ist die Kenntnis der Depositionsdynamik dieser Feinpartikel ein wichtiger Baustein für eine physikalisch basierte Modellierung des Schadstofftransfers in Fließgewässern. Jedoch sind Feldstudien zu kohäsiven Feinpartikeln selten, da geeignete Tracer und schnelle und effiziente Analysentechniken fehlen. Das übergeordnete Ziel unseres Projektes ist es, die Gerinnespeicherung kohäsiver Feinpartikel in einem natürlichen Mittelgebirgssystem bei variierenden hydrologisch-hydraulischen Randbedingungen zu quantifizieren (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft).
Geländeexperimente mit künstlichen Hochwasserwellen zur Erforschung des Stofftransports im Gerinnebett eines kleinen Mittelgebirgseinzugsgebiets
Experimentelle Hochwasserwellen im Olewiger Bach und der Ruwer: Bei einem natürlichen Hochwasser reagiert ein ganzes Einzugsgebiet auf ein Niederschlagsereignis. Mit künstlich erzeugten Hochwasserereignissen lassen sich im Gerinne ablaufende Prozessgruppen wie Resuspendierung und Wellenverformung von denen der Flussaue mit zusätzlichem Stoffeintrag aus externen Quellen unterscheiden. (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft)
Auswahl von Publikationen und Präsentationen:
Auswahl von Publikationen und Präsentationen:
Kurtenbach, A. & Gallé, T. (2008): Strategien zur Erfassung und Bewertung von Stoffflüssen als Bestandteil eines Flussgebietsmanagements. – KW Korrespondenz Wasserwirtschaft, 1, 77-84.
Kurtenbach, A., Gallé, T., Bierl, R., Welfring, J. & Schosseler, P. (2007): Calculating material fluxes at gauging stations: What does it tell us about the immission situation in the upstream basin. – The Science of the Total Environment (in preparation)
Kurtenbach, A u. Gallé, T. (2006): Strategien zur Erfassung und Bewertung von Stoffflüssen als Bestandteil eines Flussgebietsmanagements [Langfassung des Papers zu einem Vortrag auf dem siebten Workshop "Flussgebietsmanagement - Gegenwart und Zielhorizonte des Gewässerschutzes", 22/23 November 2006 in Essen].
URL: www.crte.lu/mmp/online/website/function/documentation/index_EN.html
Gallé, T. et al. (2006): Contribution of combined sewer overflow emissions to pollutant fluxes in the urbanised Alzette catchment in Luxembourg. – Vortrag auf dem "International Symposium on Sediment Dynamics and Pollutant Mobility in River Basins" (SEDYMO), TU Hamburg Harburg, March 26 to 29
Gallé, T., Gutzler, C. Bierl, R. (2006): Field-determined KOC partition coefficients for HOC: influence of particulate organic matter distribution along a WWTP affected longitudinal river profile. Posterpräsentation, SETAC Tagung, Den Haag, 7-11 Mai
Kurtenbach, A., Gallé, T., Welfring, J., Bierl, R. (2006): Effective monitoring strategies as a basis for reliable sediment and contaminant flux calculations for river basin management purposes. – Posterpräsentation auf dem "International Symposium on Sediment Dynamics and Pollutant Mobility in River Basins" (SEDYMO), TU Hamburg Harburg, March 26 to 29
Gallé, T. et al. (2005): Transient storage of particle-bound contaminants in river sediments: mobilisable sediments and longitudinal pollutant gradients downstream an SWTP outlet. - Posterpräsentation, SETAC Tagung, Lillé, 23-26 May
Gallé, T., Kurtenbach, A., Welfring, J., Bierl, R. (2005): Particulate phase transport of metals in rivers. Limits of accuracy and precision of whole water measurement methods. Posterpräsentation SETAC-Tagung, Lille 23-26 Mai
Der partikelgebundene Schadstofftransport bei Hochwasserwellen - Die Varianz zwischen Hochwasserwellen
Die Dynamik des partikelgebundenen Schadstofftransportes ist ereignisgebunden und lässt sich in die Varianz innerhalb sowie zwischen Hochwasserwellen einteilen. Der erste Punkt wurde in diversen Arbeiten bereits untersucht, das jetzige DFG-Projekt soll Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen den Ereignissen herausstellen und somit Forschungsneuland betreten. Hierzu werden alte Wellenergebnisse bezüglich der wissenschaftlichen Fragestellungen aufgearbeitet und mit einer großen Anzahl neuerer Ergebnisse ergänzt. Ein Hochwasserereignis wird als komplexe Reaktion des gesamten Einzugsgebietes auf einen Niederschlagsimpuls oder eine Schneeschmelze verstanden. Eingeschlossen sind Aspekte der Wasserstandsänderung (Hydrograph), der Konzentrationsänderung gelöster Stoffe (Chemograph), des Feststofftransportes (Quantität und Beschaffenheit) sowie des partikelgebundenen Stofftransportes. Daraus ergeben sich folgende Fragestellungen: Worin liegen die Unterschiede zwischen den einzelnen Hochwasserreaktionen? Gibt es typische "Wellengruppen" oder sind alle Abflussereignisse einmalig? Wie hängt der partikelgebundene Schadstofftransport mit den unterschiedlichen Reaktionen der Einzugsgebiete zusammen? Was sind die Aktivierungsmechanismen der liefernden Quellen? Wie reagieren diese Quellen wann und warum? (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft), 1993-2000
Raumzeitliche Dynamiken von anorganischen und organischen Schadstoffen in Flusssedimenten
Raumzeitliche Dynamiken von Schadstoffen in Sedimenten: Über die räumlichen Verteilungsmuster von Schadstoffen in Gewässersedimenten liegen eine Vielzahl von Fallstudien vor. Überraschenderweise ist der zeitliche Aspekt der Änderung von Sedimentbelastungen kaum erforscht, obwohl Sedimente in den Mittelgebirgen hoch dynamische Systeme und ein eigenständiges Transportmedium für Schadstoffe darstellen. (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft)
Auswahl von Publikationen und Präsentationen:
Symader, W., Bierl, R., Kurtenbach, A. & Krein, A. (2007): The relevance of river bottom sediments for the transport of cohesive particles and attached contaminants. - In: Westrich, B. & Förstner, U. (Hrsg.): Sediment dynamics and pollutant mobility in river basins - Interdisciplinary approach. Springer Verlag Berlin, Heidelberg, 269-279.
Gallé, T., Van Lagen, B., Kurtenbach, A., Bierl, R. (2004): An FTIR-DRIFT Study on River Sediment Particle Structure: Implications for Biofilm Dynamics and Pollutant Binding. - Environmental Science and Technology, 38(17), S. 4496-4502.
Krein, A., Petticrew, E., Udelhoven, T. (2003): The use of fine sediment fractal dimensions and colour to determine sediment sources in a small watershed.- Catena 53, 2, S. 165-179.
Symader, W. & Roth, M. (2002): Zur Frage der Veränderung chemischer Eigenschaften in Flusssedimenten durch Extremereignisse. - Wasser & Boden, 54,10, S. 16-19.
Krein, A. & Schorer, M. (2000): Road runoff pollution by polycyclic aromatic hydrocarbons and its contribution to river sediments.- Water Research 34, H. 16, S. 4110 - 4115.
MIAT – Flush:
Analyse des First - Flush Phänomens im Alzette-Einzugsgebiet (in Kooperation mit dem projektleitenden Centre de Ressources des Technologies pour l’Environnement (CRTE) in Esch, Luxemburg (www.crte.lu): Aus ökotoxikologischer Sicht können kurzfristige Spitzenkonzentrationen zu Beginn von Hochwassererwellen die Immissionssituation und Biozönose in Fließgewässern erheblich beeinflussen. Überraschenderweise ist nur wenig über die raumzeitlich dynamische Aktivierung des First-Flushs, den Weitertransport der mobilisierten Schadstoffe im Fließgewässer und die steuernden Prozesse bekannt. (MIAT-Flush, gefördert von der Administration de la Gestion de l'Eau, Luxemburg)
Kolloidaler Schadstofftransport in Fließgewässern
Kolloide in Fließgewässern: Kolloide sind die kleinsten Feststoffe in einem Gewässer. Weder ihre Entstehung noch ihre Bedeutung beim Stofftransport sind bis jetzt hinreichend geklärt. (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Luxembourg Ministry of Culture and Higher Education (BFR 1997/047))
Auswahl von Publikationen und Präsentationen:
Galle T., Gregoire Ch., Wagner M., Bierl R. (2005): Bioavailability of HOC depending on the colloidal state of humic substances: a case study with PCB-77 and Daphnia magna. Chemosphere, 61(2), S. 282-92.
Krein, A. & Niebes, D. (2001): Die Fraktionierung von Kolloiden aus künstlich remobilisierten Fließgewässersedimenten mit Hilfe der Ultrafiltration und deren Bedeutung für den Transport polyzyklisch aromatischer Kohlenwasserstoffe.- Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 45, H. 5, S. 201 - 207.
Stofftransport in Fließgewässern als Teil einer regionalen Stoffflussanalyse
Stofftransport in Fließgewässern als Teil einer regionalen Stoffflussanalyse (SFB522 „Umwelt&Region“): Regionale Stoffflussanalysen in Fließgewässern beschränken sich meist auf die Gesamtfracht großer Gewässer. Daneben gibt es eine große Zahl von einzelnen Fallstudien in kleinen, meist weitgehend homogenen Einzugsgebieten, die durch unterschiedliche hydrologische Randbedingungen und unterschiedliche räumliche Betrachtungsmaßstäbe nur schwer zu regionalisieren sind. Der Stofftransport in der Region Trier wird aber in erster Linie von Mittelgebirgseinzugsgebieten kleiner bis mittlerer Größenordnung bestimmt, für die heterogene Charakteristika typisch sind. Der Abflussbildungsprozess als Grundlage des Stofftransportes ist zwar in seinem Grundprinzip geklärt, doch reichen diese prinzipiellen Erkenntnisse nicht aus, um den Stofftransport zu verstehen und immer noch müssen die steuernden Prozesse in jedem Landschaftstyp gesondert und skalenübergreifend erfasst werden.
(gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft)
Auswahl von Publikationen und Präsentationen:
Kurtenbach, A., Möller, S., Krein, A. & Symader, W. (2006): On the relationship between hydrographs and chemographs. - Hydrological Processes, 20, 2921 - 2934.
Möller, S., Symader, W. & Krein, A. (2004): Raumzeitliche Untersuchung von Trockenwetter-Abflusskomponenten in einem heterogenen Einzugsgebiet. – in: Lorz, C. & Haase, D. (Hrsg.): Stoff- und Wasserhaushalt in Einzugsgebieten. Beiträge zur EU-Wasserrahmenrichtlinie und Fallbeispiele. - GUG-Schriftenreihe Geowissenschaften und Umwelt, Band 12, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 63-81.
Kurtenbach, A. & Krein, A. (2004): Hochwasserereignisse in unterschiedlichen Raumskalen – eine Untersuchung des gelösten und partikulären Stofftransports in heterogenen Einzugsgebieten. – in: Lorz, C. & Haase, D. (Hrsg.): Stoff- und Wasserhaushalt in Einzugsgebieten. Beiträge zur EU-Wasserrahmenrichtlinie und Fallbeispiele. - GUG – Schriftenreihe Geowissenschaften und Umwelt, Band 12, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 105-125.
Vogt, C. & Symader, W. (2002): Evaluation of small Rivers by combining biological Sampling with a Structure Analysis of River Beds. - International Symposium on the structure, function and management implications of fluvial sedimentary systems (IAHS, UNESCO), Alice Springs, Australia, IAHS Red Books 276, S. 69-76.
Fluviatiler Austrag polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe in Gewässern der Region Trie
Untersuchung polyzyklisch aromatischer Kohlenwasserstoffe in der Region Trier: Wo liegen die Quellen, Speicher und Senken dieser Schadstoffgruppe? Wir versuchen den Weg der Schadstoffe von ihren Quellen (Straßenstaub, Ruß, Luftstaub) bis zum Eintrag in Feinsedimente regionaler Gewässer zu verfolgen.
(gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft)
Auswahl von Publikationen und Präsentationen:
Krein, A.; Symader, W. & De Rossi, C. (2004): Fluviatile Stoffflüsse polyzyklisch aromatischer Kohlenwasserstoffe von ihren Quellen bis zum Eintrag ins Sediment.- Tag der Hydrologie vom 22. bis 23.3.2004 in der Universität Potsdam.
Krein, A.; Rothstein, B.; Junk, J.; De Rossi, C. & Symader, W. (2003): PAK im Oberboden und Dränageabfluss in einem kleinen Mittelgebirgseinzugsgebiet.- Wasser, Luft und Boden 2003, H. 7-8, Terratech - Supplement für Altlasten und Bodenschutz, S. 20 - 24.
Raumzeitliche Erfassung von organischen Umweltchemikalien in der Atmosphäre
Raumzeitliche Erfassung von organischen Umweltchemikalien in der Atmosphäre (SFB522 „Umwelt&Region“): Es ist überraschend, dass auf regionaler Ebene so wenig über die Schadstoffverteilung in der Luft und im Niederschlag bekannt ist. Daher geht es in diesem Projekt um die raumzeitlichen Verteilungsmuster der Schadstoffklassen der flüchtigen Kohlenwasserstoffe, die als Vorläufersubstanzen des Ozons eine Rolle spielen und um Pflanzenschutzmittel, die vor allem beim Weinbau zum Einsatz kommen. (gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft)
Auswahl von Publikationen und Präsentationen:
De Rossi, C., Bierl, R. & Riefstahl, J. (2003): Organic pollutants in precipitation: monitoring of pesticides and polycyclic aromatic hydrocarbons in the region of Trier (Germany). - Physics and Chemistry of the Earth 28, S. 307 – 314.
Bierl, R. & De Rossi, C. (2002): Raumzeitliche Erfassung von organischen Umweltchemikalien in der Atmosphäre. - In: Müller, P., Monheim, H. & Rumpf, S. (Hrsg.): SFB 522 Umwelt und Region – Umweltanalyse und Umweltmanagementstrategien für eine nachhaltige Entwicklung im ländlichen Raum, Ergebnisbericht der ersten Förderphase 1999/2 – 2002/1, Selbstverlag, Trier, S. 79 – 98.
De Rossi, C., Kurtenbach, A. & Bierl, R. (2001): Monitoring of pesticides in precipitation and rivers in a vinicultural region. – Posterpräsentation XXVI General Assembly of the European Geophysical Society, Nice, France, 25-30 März 2001, Session „Hydrology and the biosphere: monitoring and remediation of human impact on water resources“, publiziert in Geophysical research abstracts 2001, Volume 3.
Pilot-Projekte zum Stofftransport in Fließgewässern
Skalenübergreifende und vergleichende Untersuchung des gelösten und partikulären Stofftransports in heterogenen Mittelgebirgseinzugsgebieten (2008)
Analyse und Quantifizierung der Transportdynamik und Sedimentation von künstlich induzierten Feinpartikeltracern (Kaolinit) mittels FTIR-DRIFT Spektroskopie in einem mesoskaligen Mittelgebirgseinzugsgebiet (2006-2008)
Modellierung von longitudinalen Stofftransport- und kurzfristigen Speicherprozessen gelöster Stoffe im Gerinnebett von zwei Mittelgebirgseinzugsgebieten der Region Trier (2005-2006)
Entwicklung und Einsatz eines hydroakustischen Messsystems zur Untersuchung und Dynamik des Geschiebetransports und quantitativen sowie qualitativen Charakterisierung des bewegten Materials in Bundeswasserstraßen (2004)