Berichte, Tagungsbeiträge und Buchkapitel, die unter (Mit-)Autorenschaft von ICWRGC-Mitarbeitern, bzw. unter (Mit-)Herausgeberschaft des ICWRGC entstanden sind.
Die Rolle von Hochschulen bei der Kommunikation zu Umweltkonflikten
Die Welt erlebt eine Zunahme von Umweltkonflikten, die durch die Übernutzung und Verschmutzung natürlicher Ressourcen verursacht werden. In dieser Publikation hat eine multidisziplinäre Gruppe von Forschern, unter anderem Dr. Luna Bharati vom ICWRGC, die Rolle der Wissenschaft bei der gemeinsamen Erarbeitung von Wissen über die Komplexität von Umweltkonflikten kritisch untersucht. Die Publikation zeigt auf, warum inter- und transdisziplinäre Ansätze zum Verständnis vielschichtiger Umweltkonflikte wichtig sind und vor welchen alltäglichen Herausforderungen akademische Forscher bei deren Anwendung stehen.
Aviles, D., Mora Motta, A., Pereira, A., Bharati, L., Biber-Freundenberger, L., Ptersheim, C. Quispe-Zuniga, MR., Schmitt, CB., Youkhana, E. (2022) Integrating scientific and local knowledge to address environmental conflicts: the role of academia. Human Ecology 50(4). DOI: 10.1007/s10745-022-00344-2
Climate and Environmental Change in the Mediterranean Basin – Current Situation and Risks for the Future
Am 17.11.2020 wurde der the First Mediterranean Assessment Report aus dem Netzwerk “Mediterranean Experts on Climate and Environmental Change“ online veröffentlicht. Der Bericht trägt den Titel „Climate and Environmental Change in the Mediterranean Basin – Current Situation and Risks for the Future“ und wurde von 190 Wissenschaftlern aus 25 Ländern angefertigt. Unsere Mitarbeiterin Dr. Marianela Fader gehört zu den koordinierenden Leitautoren des Kapitels „Wasser“. Der Gesamtbericht wird in einer sogenannten „Summary for Policy Makers“ (SPM) zusammengefasst.
Im Bereich Wasser erwartet man u.a. geringere Niederschläge und weniger Oberflächenabfluss, höhere Verdunstung und steigenden Bewässerungsbedarf sowie häufigere Dürren und Nutzerkonflikte. Erwärmung und geringere Niederschläge mindern die Grundwasserneubildung und verschlechtern dessen Qualität im Küstenbereich durch Salzwasserintrusion, Meeresspiegelanstieg und menschliche Übernutzung.
Praktikumsarbeit: The Importance of Cooperation Between Transboundary River Countries
Praktikumsarbeit: The Importance of Cooperation Between Transboundary River Countries – 2019
Dieser Bericht wurde während eines Praktikums am International Centre for Water Resources and Global Change (ICWRGC) in der Zeit von Mai bis August 2019 erstellt. Anknüpfend an die Publikation von Molnar, Kata, et al. (2017), befasst sich diese Arbeit mit der Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Ländern. Sie verdeutlicht den Stellenwert der Zusammenarbeit zwischen Anrainern von grenzüberschreitenden Einzugsgebieten. Hierbei dienen die Flüsse Rhein und Nil als Beispiele, wo sich die Zusammenarbeit im Laufe der Zeit entwickelt hat.
Publikation der Sonderausgabe zur Internationalen Konferenz ERB 2018
Die Sonderausgabe in der Fachzeitschrift “Advances of Geosciences” wurde im Nachgang zur 17. Zweijährlichen Konferenz ERB 2018 veröffentlicht. Sie enthält Beiträge mit Zusammenfassungen von Konferenzvorträgen, die von B. Schmalz (TU Darmstadt), S. Dietrich (ICWRGC) und J. L. M. P. de Lima (Universität Coimbra) redigiert wurden.
Die Internationale Konferenz ERB 2018 über “Innovative monitoring techniques and modelling approaches for analysing hydrological processes in small basins” wurde vom 11.–16.09. 2018 in Darmstadt veranstaltet und von Wissenschaftlern aus 19 Ländern besucht.
MedECC Broschüre veröffentlichtIm Dezember 2018 ist eine Broschüre der MedECC Initiative mit Informationen über den Klimawandel im Mittelmeerraum und dessen Einfluss auf Wasser, Ernährungssicherheit, Ökosysteme, menschliche Sicherheit und Gesundheit erschienen …
Fortschritt bei der Gewässerqualität – Vorstellung der Überwachungsmethodik und ersten Ergebnissen für SDG Indikator 6.3.2
(Progress on Ambient Water Quality – Piloting the monitoring methodology and initial findings for SDG indicator 6.3.2)
Dieser Report ist Teil einer Serie von Fortschrittsberichten, die unter der Federführung der Integrierten Monitoring Initiative für SDG 6 (UN-Water) erstellt wurden und den globalen Fortschritt zur Erreichung des Nachhaltigen Entwicklungsziels 6 (SDG 6) der Agenda 2030 für Nachhaltige Entwicklung überprüfen. Der Bericht wurde auf der diesjährigen World Water Week 2018 in Stockholm von UN Environment vorgestellt. Er basiert auf Länderdaten, die von den verantwortlichen UN Organisationen zusammengetragen und geprüft, sowie stellenweise durch Daten aus anderen Quellen ergänzt wurden.
Das ICWRGC hat als Umsetzungspartner für SDG Indikator 6.3.2 (“Good Ambient Water Quality”) im Rahmen des GEMS/Water Programms (UN Environment) zu dem Bericht beigetragen.
Begutachtete Zeitschriftenartikel, die unter (Mit-)Autorenschaft von ICWRGC-Mitarbeitern entstanden sind.
Entwicklung der Auswirkungen von Klimakatastrophen in einem der wenigsten entwickelten Länder
Dr. Luna Bharati vom ICWRGC ist Co-Autor einer Veröffentlichung welche die räumlich-zeitlichen Trends verschiedener Arten von Klimakatastrophen im Hinblick auf die damit verbundene Sterblichkeit und Anfälligkeit und ihre Zuordnung zu klimatischen und sozioökonomischen Faktoren in einem der am wenigsten entwickelten Länder, Nepal, bewertet. Die Auswirkungen von Klimakatastrophen, wie z.B. menschliche Sterblichkeit, haben weltweit zugenommen, während die Ursachen für diesen Anstieg nach wie vor unklar sind. Es zeigt sich, dass die Häufigkeit von Katastrophen und die Sterblichkeit zugenommen haben, die Anfälligkeit jedoch abgenommen hat. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der starke Anstieg der Katastrophenhäufigkeit, der möglicherweise auf den Klimawandel zurückzuführen ist, den Effekt der verringerten Anfälligkeit überlagert und einen Anstieg der Katastrophensterblichkeit verursacht hat.
Chapagain, D., Bharati, L., & Borgemeister, C. (2022). Declining vulnerability but rising impacts: the trends of climatic disasters in Nepal. Regional Environmental Change, 22(2), 55. https://doi.org/10.1007/s10113-022-01903-5
Fallstudie zur Umsetzung nachhaltiger Entwässerungssysteme
Dr. Luna Bharati vom ICWRGC ist Co-Autor einer Studie welche die Faktoren erörtert, die die Umsetzung nachhaltiger Entwässerungssysteme (SUDS) in Bogotá behindern und fördern, wobei die Perspektiven des öffentlichen sowie privaten Sektors, der Stadtentwickler und der Gemeindemitglieder, die in einem hochwassergefährdeten Gebiet leben, berücksichtigt werden. Nachdem die Autoren 39 Hindernisse identifiziert und kategorisiert hatten, stellte sich heraus, dass technische Hindernisse weiterhin einen erheblichen Einfluss auf die Einführung von SUDS haben. Die Bewertung des Nutzens ergab 34 Ergebnisse, die das breite Spektrum von SUDS auf sozialer, wirtschaftlicher und ökologischer Ebene aufzeigen.
Ortega, A. D., Rodríguez, J. P., & Bharati, L. (2023). Building flood-resilient cities by promoting SUDS adoption: A multi-sector analysis of barriers and benefits in Bogotá, Colombia. International Journal of Disaster Risk Reduction, 88 (February), 103621.
Mehrfachernten und der Ausbau von Ackerflächen in Brasilien beeinflussen die Wasserproduktivität
Frau Dr. Marianela Fader vom ICWRGC arbeitete mit einer Gruppe von Autoren zusammen, um nachzuweisen, dass Mehrfachernten und der Ausbau von Ackerflächen in Brasilien nicht nur einen Einfluss auf die landwirtschaftlichen Erträge, sondern auch auf die Wasserproduktivität haben.
Hier finden Sie den Artikel:
“The effects of cropping intensity and cropland expansion of Brazilian soybean production on green water flows”
Was Ökologen wissen müssen, um Landnutzungsprojektionen für die Entwicklung von Biodiversitätsszenarien zu verwenden
Wasser bedeutet nicht nur Regen, Flüsse und Seen. Wasser ist untrennbar verbunden mit Landschaft, Nahrungsmittelerzeugung, Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen. Dr. Fader vom ICWRGC hat mit französischen Wissenschaftlern zusammengearbeitet, um Ökologen das nötige Knowhow zur Nutzung von Projektionen über Landnutzungs- und Bodenbedeckungs-Änderungen zur Herstellung von Biodiversitäts- und Ökosystemdienstleistungs-Szenarien zu vermitteln.
Hier finden Sie den Artikel:
“What ecologists should know before using land-use/cover change projections for biodiversity and ecosystem service assessments”
Globale Grundwassermodelle: neue Herausforderung für Hydrologen
In einer neuen Publikation „Importance of Spatial Resolution on Global Groundwater Modeling“ von Reinecke et al. in einer Sonderausgabe von Groundwater, diskutieren die Autoren die Herausforderungen, die globale Grundwassermodellierung mit sich bringt. Globale gradientenbasierte Grundwassermodelle sind eine neue Herausforderung für Hydrologen, um globale hydrologische Modelle zu verbessern. Solche Grundwassermodelle verbessern die Simulation des Wasseraustausches zwischen dem Grundwasser und den Oberflächengewässern und ermöglichen die Simulation von Kapillaraufstieg. Allerdings sind sie auch durch Ihre grobe räumliche Auflösung beschränkt. Die Studie stellt fest, dass ein neues Verständnis der Evaluationsmethoden von globalen Grundwassermodellen erforderlich ist und dass eine simple Erhöhung der Auflösung nicht alle Probleme beseitigt.
Toward an Understanding of Synergies and Trade-Offs between Water, Energy, and Food SDG Targets
lautet der Titel einer Publikation von Dr. Marianela Fader, Colleen Cranmer, Richard Lawford und Jill Engel-Cox.
Weltweit werden Nationen und Organisationen im kommenden Jahrzehnt ihre gemeinsamen Anstrengungen darauf verwenden müssen, die SDG-Ziele zu erreichen. Um herauszufinden, welche Maßnahmen innerhalb der Themenkreise Finanzierung, Infrastrukturentwicklung und Umsetzung der 3 eng verbundenen Ziele am besten geeignet sind, wurden sowohl die größten Synergien als auch konfliktierender Ressourcenbedarf ermittelt, der zu Trade-offs führt, die eine erfolgreiche Umsetzung der SDGs möglicherweise bedrohen könnten. Die SDGs haben jeweils mehrere Unterziele, die zwecks Zielerreichung erfüllt werden müssen. Eine Methodologie zur Analyse jedes Ziels von SDG 2 (Nahrung), 6 (Wasser) und 7 (Energie) wurde entwickelt. Die Ziele wurden paarweise verglichen und alle Wechselwirkungen berechnet, um die verschiedenen Level von Synergien und Trade-offs für jedes Paar zu ermitteln. Man kam zu der Schlussfolgerung, dass das Erreichen der Wasserziele die Verwirklichung anderer Ziele stetig erleichtern wird. Während die Ergebnisse ggf. noch an einen spezifischen Ort bzw. ein Land angepasst werden müssen, vermitteln sie doch ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen den Zielen. Der Wert der Studie liegt in der quantitativen Methodologie, da sie als eine reproduzierbare Analyse für alle Arbeitsstufen bei der SDG Umsetzung verwendet werden kann.
Bewertung der zukünftigen Einflüsse von Klimawandel, Landnutzungsänderung und Wasserbedarf auf die Süßwasserressourcen im Mittelmeerraum – Eine Meta-Analyse
Veronika Zwirglmaier von der Technischen Universität München (TUM) hat von Mai bis November 2019 am ICWRGC gearbeitet, wo sie ihre Masterarbeit über “Assessment of Future Impacts of Climate Change, Land Use Change and Water Demand on Freshwater Resources in the Mediterranean Region – A Meta-Analysis” geschrieben hat. Im Dezember 2019 verlieh ihr die TUM den Mastergrad.
Süßwasser ist die Lebensgrundlage für alle Lebensformen auf der Erde. Daher ist es so wichtig, seine nachhaltige Bewirtschaftung sicherzustellen, die zahlreichen Belastungen ausgesetzt ist, wie Klimawandel, Landnutzungsänderungen und Wasserbedarf sowie den Rückkopplungen zwischen diesen Treibern. Der Mittelmeerraum ist besonders anfällig für Klima- und Umweltveränderungen. Ziel dieser Arbeit war die Einschätzung der künftigen Entwicklung der Menge an Süßwasserressourcen im Mittelmeerraum. Sie wurde im Rahmen der MedECC-Initiative (Mediterranean Experts on Environmental and Climate Change) durchgeführt.
Die Einschätzung beruht auf 99 aktuellen, individuell veröffentlichten Simulationsergebnissen, die bei einer systematischen Literaturrecherche nach vordefinierten Mustern erzielt wurden. Mittels qualitativen und quantitativen Datenanalysemethoden wurde eine umfangreiche Aussage über die künftige Süßwasserlage im Mittelmeerraum auf Einzugsgebiets-, Länder- und regionaler Ebene unter verschiedenen Klimawandel-, Landnutzungsänderungs- und Wasserbedarfs-Prognose-Szenarien getroffen.
Zukünftige Klimaszenarien prognostizierten einen allgemeinen Rückgang der Wassermenge für die Mittelmeerländer. Jedoch war der Trend in einigen Ländern weniger ausgeprägt oder zeigte sogar einen Anstieg. Dies war besonders augenfällig in Ländern mit komplexen Topographien und kleinteiligen Klimamustern. In Bezug auf Landnutzungsänderungen wies die Urbanisierung den dominantesten Effekt auf durch den Anstieg von Extremabflüssen und einem Rückgang der Grundwasserneubildung. Zukunftsszenarien prognostizieren einen steigenden Wasserbedarf für alle Länder mit verfügbaren Daten. Jedoch waren nur wenige Studien verfügbar, die untersuchen, wie eine angepasste Wasserwirtschaft sich auf den Wasserbedarf auswirken würde und somit auf die gesamte Wasserverfügbarkeit.
Die Ausweitung der durchgeführten Meta-Analyse mit weiteren Daten würde die Belastbarkeit der Aussagen steigern. Kleinskalige Analysen würden zudem dazu beitragen, die komplexe Situation in topographisch verschiedenen Ländern besser darzustellen, um eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wasserressourcen in Zukunft sicherzustellen.
Wenn Sie die gesamte pdf der Masterarbeit lesen möchten, wenden Sie sich bitte an .
Methodik zur Unsicherheitsquantifizierung für die Bestimmung von Nährstofffrachten
Bruno Bezerra Bluhm von der Technischen Universität München (TUM) hat seine Masterarbeit zum Thema „Methodik zur Unsicherheitsquantifizierung für die Bestimmung von Nährstofffrachten“ vom 13. Mai – 12. November 2019 am ICWRGC in Koblenz geschrieben. Er hat seine Arbeit erfolgreich am 5. Dezember 2019 an der TUM verteidigt.
Nährstofffrachten, wie Phosphor und Nitrat, sind Kernindikatoren für das Monitoring, Management und die Bewertung von Wasserqualität, insbesondere im Hinblick auf die Überdüngung von Gewässern. Während Abflussdaten häufig als kontinuierliche Zeitreihen verfügbar sind, erfassen Monitoringprogramme Konzentrationsdaten häufig nur in niedriger Frequenz, was die Fluxberechnung erschwert. Dies wiederum erschwert die Ermittlung von Frachten, da deren Unsicherheiten eine gewisse Grenze nicht übersteigen dürfen, um für Beurteilungen genutzt werden zu können. Diese Masterarbeit stellt eine Methodik für die Quantifizierung von Unsicherheiten vor, die in einen bestehenden Algorithmus für Frachtberechnungen aus GEMStat integriert werden soll. Die Methodik berechnet den zu erwartenden Fehler durch den Abgleich einer datenarmen Zielstation mit einer Referenzstation mit kontinuierlichen Daten. Brasilien, einer der Kernpartner von GEMStat, wurde dabei als Fallstudie ausgewählt, um die Ausgangswerte für die Zielstation zu definieren. Durch die Benutzung von Monte Carlo Simulationen und Glaubwürdigkeitsprüfungen untersucht die Methodik, welcher Algorithmus am passendsten ist und welches Level an Unsicherheiten zu erwarten ist. Dies geschieht in Form von Glaubwürdigkeitsintervallen, relativen absoluten Fehlern und der Einschätzung, ob eine Unter- oder Überschätzung zu erwarten ist. Die Erweiterung der bestehenden Datenbank um eine größere Anzahl an Referenzstationen ist die größte Herausforderung, um die Methodik zukünftig nutzen zu können.
Wenn Sie die gesamte Masterarbeit lesen möchten, wenden Sie sich bitte an Herrn Bluhm:
Observed Impact on Water Resources in the Mediterranean Region: A Meta-Analysis
Mihir Rambhia von der TUM hat seine Masterarbeit über “Observed Impact on Water Resources in the Mediterranean Region: A Meta-Analysis” vom 07.11.2018 – 06.05.2019 beim ICWRGC in Koblenz geschrieben. Im Mai 2019 hat er diese Arbeit erfolgreich abgeschlossen.
Der Weltklimarat IPCC hat die Mittelmeerregion als größten “Klimawandel-Hotspot” identifiziert. Zusammen mit anderen anthropogenen Treibern wie Landnutzungsänderungen und einer veränderten Wassernachfrage wird dieser Faktor das durchschnittliche Dargebot an Süßwasserressourcen in der Region wahrscheinlich drastisch verändern. Diese Studie basiert auf einer Meta-Analyse zur Bestimmung der Auswirkungen dieser Treiber auf die beobachteten quantitativen Änderungen und Trends bei den Wasserressourcen der 22 Mittelmeeranrainerstaaten. Insgesamt beinhaltet die Meta-Analyse 125 Studien über Klimaparameter (Temperatur), hydrologische Parameter (Niederschlag, Evapotranspiration und Abflussmengen) sowie Ereignis-Parameter (Dürren). Mit Ausnahme der Temperatur wurde für alle Parameter ein sehr heterogenes räumliches und zeitliches Muster in den Ländern beobachtet. Der Trend zu sinkenden Niederschlagsmengen im Mittelmeerraum steht außerdem im Widerspruch zu weltweit zunehmenden feuchteren Wetterbedingungen. Insgesamt wurde beobachtet, dass bei Zunahme der mittleren Temperatur und Evaporation sowie gleichzeitigem Rückgang von Niederschlag und Abfluss, das Klima im Mittelmeerraum im Verlauf des Studienzeitraums trockener und wärmer geworden ist. Jedoch konnten die beobachteten Veränderungen den gewählten Treibern aufgrund fehlender Berücksichtigung in den Primärstudien nicht vollständig zugeordnet werden.
Wenn Sie die gesamte Masterarbeit (pdf) lesen möchten, wenden Sie sich bitte an Mihir:
Masterstudent der TU München
Dominik Kolesch von der TUM hat vom 05.03. – 04.09.2018 seine Masterarbeit über “Derivation of a Meta-Indicator for Water Quality by Comparison of Existing Water Quality Indicators and Indices with GEMStat Data” am ICWRGC geschrieben. Diese Arbeit hat er im Oktober 2018 erfolgreich abgeschlossen.
Das Millennium Ecosystem Assessment zeigt, dass ein besserer Schutz von Süßwasser-Biodiversität und aquatischem Ökosystem unabdingbar ist. SDG 6.3.2 fordert einen Index zur Beschreibung von Wasserqualität in Bezug auf Umweltgesundheit. Die vorliegende Studie nutzt einen neuen Ansatz für einen Meta-Indikator zur Beschreibung der Wasserqualität im Hinblick auf das ökologische Gleichgewicht. Daraus resultieren 3 Parametersätze für das Messen der Wasserqualität. Der Index wurde in 2 Flüssen angewandt, im Rio Tietê (Brasilien) und im Ebro (Spanien). Der gewählte CCME Wasser-qualitätsindex (WQI) wurde einem Vergleichstest mit bestehenden Anwendungen von WQIs in den Forschungsregionen unterzogen.
Die Indexierung ist ein effizientes Instrument zur Darstellung komplexer Daten in aggregierter Form. Ziel der Studie war die Beschreibung der Wasserqualität in Flüssen. Die wahre Herausforderung besteht darin, sich mit dem gesamten ökologischen Gleichgewicht der Wasserläufe auseinanderzusetzen. Mit Hilfe einiger Verbesserungen auf der Grundlage des vorliegenden Ansatzes, wird in Zukunft ein neuer Subindex für die Wasserqualität entwickelt werden, der dem großen Puzzle ein besser passendes, präziseres Teil hinzufügt.
Wenn Sie die ganze pdf der Masterarbeit lesen möchten, wenden Sie sich bitte an Dominik:
Praktikumsarbeit: The Importance of Cooperation Between Transboundary River Countries – 2019
