@inproceedings{GaedekeUmlauf, author = {G{\"a}deke, Anne and Umlauf, Ina}, title = {Comparison of different approaches of spatial discretization for modelling the natural discharge in a subcatchment of the river Spree (125 km2) in Lusatia (Germany)}, language = {en} } @inproceedings{JunghansArndtKadenetal., author = {Junghans, Udo and Arndt, Olaf and Kaden, Stephan and Sch{\"a}tzl, Peter and Thilo, Frank and G{\"a}deke, Anne}, title = {Results and experiences using grid-based optimization in groundwater management}, language = {en} } @inproceedings{HoelzelDiekkruegerBiemeltetal., author = {H{\"o}lzel, Herwig and Diekkr{\"u}ger, Bernd and Biemelt, Detlef and G{\"a}deke, Anne}, title = {Simulation of hydrological impact of dumped sediment structures in the artificial Chicken Creek catchment, Germany}, language = {en} } @inproceedings{HoelzelGaedekeKochetal., author = {H{\"o}lzel, Herwig and G{\"a}deke, Anne and Koch, Hagen and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Assessment of climate change impacts on hydrological processes and patterns in the Spree River catchment}, language = {en} } @incollection{GaedekePohleHoelzeletal., author = {G{\"a}deke, Anne and Pohle, Ina and H{\"o}lzel, Herwig and Koch, Hagen and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Analyse zum Einfluss des Landschafts- und Klimawandels auf den Wasserhaushalt in einem Teileinzugsgebiet der Spree}, series = {Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen an den Landschafts- und Klimawandel}, booktitle = {Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen an den Landschafts- und Klimawandel}, editor = {Gr{\"u}newald, Uwe and Bens, Oliver and Fischer, Holger and H{\"u}ttl, Reinhard F. and Kaiser, Knut and Knierim, Andrea}, publisher = {Schweizerbart}, address = {Stuttgart}, isbn = {978-3-510-65274-7}, pages = {81 -- 94}, abstract = {In dieser Studie wird der Einfluss von Klima- und Landnutzungs{\"a}nderungen mit zwei hydrologischen Modellen auf den Wasserhaushalt in einem Teileinzugsgebiet der Spree untersucht. Der Einfluss des Klimawandels auf den Wasserhaushalt wurde mit dem Wasserhaushalts-Simulations-Modell (WaSiM-ETH) analysiert. Um eine große Bandbreite an m{\"o}glichen Entwicklungen abzubilden, wurden die meteorologischen Gr{\"o}ßen von 100 Realisierungen des regionalen Klimamodells STAR zum Antrieb von WaSiM-ETH verwendet. Die Ergebnisse zeigen im langj{\"a}hrigen Mittel einen Niederschlagsr{\"u}ckgang um 7,1 \% sowie eine Zunahme der potentiellen und tats{\"a}chlichen Verdunstung um 17,6 \% bzw. 4 \%. Infolgedessen nehmen der Abfluss um 37,2 \% und die Grundwasserneubildung um 22 \% ab. Außerdem sinkt die Bodenfeuchte in der Wurzelzone in den Monaten Juli bis September von 69 \% nutzbare Feldkapazit{\"a}t (nFK) auf 52 \% nFK, was zu leichtem Trockenstress bei Ackerkulturen mit hohem Wasserbedarf in dieser Periode f{\"u}hren kann. Um den Einfluss von Landnutzungs{\"a}nderungen, wie bspw. einen verst{\"a}rkten Anbau von Energiepflanzen (Raps, Mais, Sorghum), auf den Wasserhaushalt abzusch{\"a}tzen, wurde das {\"o}kohydrologische Modell SWIM (Soil and Water Integrated Model) verwendet. Bei den Energiepflanzen verringert sich die j{\"a}hrlich simulierte tats{\"a}chliche Verdunstung im Mittel um 10,3 \%, wohingegen sich der j{\"a}hrliche Abfluss um 31,2 \% und die Grundwasserneubildung um 33 \% erh{\"o}hen. Insbesondere die Energiepflanzen Mais und Sorghum besitzen im Hochsommer einen hohen Wasserbedarf, was eine zus{\"a}tzliche Bew{\"a}sserung erforderlich machen kann. Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt k{\"o}nnen diese Entwicklung weiter versch{\"a}rfen. Da es sich bei den Ergebnissen um Modellierungen handelt, d{\"u}rfen diese nicht als sicher, sondern unter den getroffenen Annahmen als repr{\"a}sentativ f{\"u}r die wahrscheinliche zuk{\"u}nftige Entwicklung des Wasserhaushalts unter dem zu erwartenden Klima- und Landschaftswandels verstanden werden.}, language = {de} } @inproceedings{GaedekeHoelzelKochetal., author = {G{\"a}deke, Anne and H{\"o}lzel, Herwig and Koch, Hagen and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Assessing possibilities of reducing the uncertainity related to climate change impact studies}, series = {EGU General Assembly 2012, held 22-27 April, 2012 in Vienna}, booktitle = {EGU General Assembly 2012, held 22-27 April, 2012 in Vienna}, publisher = {European Geophysical Society}, address = {Katlenburg-Lindau}, pages = {1}, language = {en} } @inproceedings{GaedekeHoelzelKochetal., author = {G{\"a}deke, Anne and H{\"o}lzel, Herwig and Koch, Hagen and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Analyse der Bandbreiten von Modellketten am Beispiel von Klimaprojektionsstudien auf den Wasserhaushalt in einem Teileinzugsgebiet der Spree}, series = {Wasser ohne Grenzen, Beitr{\"a}ge zum Tag der Hydrologie 2012}, booktitle = {Wasser ohne Grenzen, Beitr{\"a}ge zum Tag der Hydrologie 2012}, editor = {Weiler, Markus}, publisher = {DWA}, address = {Hennef}, isbn = {978-3-942964-38-8}, pages = {381 -- 382}, language = {de} } @misc{HoelzelDiekkruegerBiemeltetal., author = {H{\"o}lzel, Herwig and Diekkr{\"u}ger, Bernd and Biemelt, Detlef and G{\"a}deke, Anne}, title = {Impact of dumped sediment structures on hydrological modelling in the artificial Chicken Creek catchment, Germany}, series = {Journal of Hydrology}, volume = {477}, journal = {Journal of Hydrology}, issn = {0022-1694}, doi = {10.1016/j.jhydrol.2012.11.029}, pages = {189 -- 202}, abstract = {Summary Revealing the hydrological impact of sediment structures promises a better understanding of the influence of the spatial variability of sediment properties on the hydrological patterns and processes at the catchment scale. To improve the knowledge of structure-process interactions in initial ecosystems, the 6-ha artificial Chicken Creek Catchment in Germany was investigated by the Transregional Collaborative Research Centre 38 (SFB/TRR 38). Sediment structures called pour-ribs, which are dumped by stackers during the construction process, lead to differently compacted sediment zones, which increase the spatial variability of sediments' hydraulic properties. Although levelled afterwards by bulldozers, the majority of these structures remain in the subsurface. To analyse the effects of pour-ribs on the hydrological catchment's behaviour, the process-based spatially distributed Water balance Simulation Model (WaSiM-ETH) was applied. The results show that the consideration of pour-ribs improves the runoff simulation and significantly affects the simulated soil moisture patterns and, thereby, the initial stage of the ecosystem development. Compacted zones act as hydraulic barriers and inhibit subsurface lateral water flow, whereas non-compacted zones constitute areas with increased water storage capacity. Both effects cause reduced catchment runoff. Moreover, disregarding of the pour-ribs was identified as a source of model uncertainty in previous studies. A further outcome of this study is the importance of a global sensitivity analysis as a tool for model improvement. Finally, the results stress the importance of considering the variability of sediment properties for hydrological modelling at the catchment scale.}, language = {en} } @inproceedings{PohleKochGaedekeetal., author = {Pohle, Ina and Koch, Hagen and G{\"a}deke, Anne and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Using catchment similarity for model parameter regionalization in highly anthropogenically impacted catchments in Lusatia}, series = {EGU General Assembly 2013, Vienna, Austria, 07 - 12 April 2013}, booktitle = {EGU General Assembly 2013, Vienna, Austria, 07 - 12 April 2013}, pages = {3822}, language = {en} } @inproceedings{PohleGaedekeKochetal., author = {Pohle, Ina and G{\"a}deke, Anne and Koch, Hagen and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Absch{\"a}tzung m{\"o}glicher Folgen des Klimawandels auf die regionalen Wasserressourcen der Lausitz}, series = {Wasserressourcen im globalen Wandel, Hydrologische Grundlagen - von der Messung zur Anwendung, Beitr{\"a}ge zum Tag der Hydrologie am 4.-6. April 2013 an der Universit{\"a}t Bern}, booktitle = {Wasserressourcen im globalen Wandel, Hydrologische Grundlagen - von der Messung zur Anwendung, Beitr{\"a}ge zum Tag der Hydrologie am 4.-6. April 2013 an der Universit{\"a}t Bern}, editor = {Weing{\"a}rtner, Rolf and Sch{\"a}dler, Bruno}, publisher = {Fachgemeinschaft Hydrologische Wissenschaften in der DWA}, address = {Hennef}, isbn = {978-3-942964-89-0}, pages = {113 -- 122}, abstract = {Das {\"o}kohydrologische Modell SWIM wurde f{\"u}r die Gesamteinzugsgebiete der Dahme, der Schwarzen Elster und die Einzugsgebiete der Spree bis zum Pegel Große Tr{\"a}nke und der Lausitzer Neiße bis zum Pegel Steinbach aufgebaut und parametrisiert. Aufgrund starker anthropogener Beeinflussung durch Braunkohlef{\"o}rderung und Wasserbewirtschaftung ist der klassische Ansatz der Kalibrierung hydrologischer Modelle an den Endpegeln der Einzugsgebiete nicht m{\"o}glich. Der in dieser Studie genutzte Ansatz ist daher, SWIM f{\"u}r Teileinzugsgebiete zu kalibrieren und zu validieren und die sensitivsten Modellparameter zu regionalisieren. Zur Verifizierung der Kalibrierung wurden f{\"u}r unbeeinflusste Teileinzugsgebiete Modellergebnisse von SWIM mit denen von WaSim-ETH und HBV light verglichen. Der Regionalisierungsansatz wurde durch Vergleich mit diesen Modellen in einem anthropogen st{\"a}rker beeinflussten Teileinzugsgebiet und unter Ber{\"u}cksichtigung langj{\"a}hriger nat{\"u}rlicher und naturalisierter Abfl{\"u}sse verifiziert. Zwischen den Simulationsergebnissen von SWIM, HBV light und WaSim-ETH zeigen sich unter Antrieb der Szenarien WettReg A1B und STAR 2K nur geringe Unterschiede. Hingegen wirkt sich die Wahl des Regionalen Klimamodells deutlich auf die Simulationsergebnisse aus. Simulationen f{\"u}r die Gesamteinzugsgebiete im Untersuchungsgebiet zeigen einen deutlichen R{\"u}ckgang von Abfluss und Grundwasserneubildung f{\"u}r WettReg A1B. Das Szenario STAR 0K f{\"u}hrt zu sehr geringen {\"A}nderungen dieser Wasserhaushaltskomponenten in den Einzugsgebieten der Dahme, der Schwarzen Elster und der Spree, w{\"a}hrend die Szenarien STAR 2K und STAR 3K zu deutlichen R{\"u}ckg{\"a}ngen beider Gr{\"o}ßen f{\"u}hren. Im Einzugsgebiet der Lausitzer Neiße wird f{\"u}r die STARSzenarien ein Anstieg des Abflusses bei Verringerung der Grundwasserneubildung simuliert.}, language = {de} } @inproceedings{GaedekePohleKochetal., author = {G{\"a}deke, Anne and Pohle, Ina and Koch, Hagen and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Assessment of potential climate and land use change impacts on the regional water resources of Lusatia (Germany)}, series = {EGU General Assembly 2013, Vienna, Austria, 07 - 12 April 2013}, booktitle = {EGU General Assembly 2013, Vienna, Austria, 07 - 12 April 2013}, pages = {3450-1}, language = {en} } @inproceedings{PohleKochGaedekeetal., author = {Pohle, Ina and Koch, Hagen and G{\"a}deke, Anne and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Simulation von Auswirkungen potenzieller Klima{\"a}nderungen auf den Wasserhaushalt unter Ber{\"u}cksichtigung unterschiedlicher Datengrundlagen}, series = {Simulation hydrologischer Systeme - Wie nah kommen wir der Realit{\"a}t?, Beitr{\"a}ge zum 3. Trierer N-A-Workshop zur Niederschlag-Abfluss-Modellierung am 17. und 18. September 2012 in Trier}, booktitle = {Simulation hydrologischer Systeme - Wie nah kommen wir der Realit{\"a}t?, Beitr{\"a}ge zum 3. Trierer N-A-Workshop zur Niederschlag-Abfluss-Modellierung am 17. und 18. September 2012 in Trier}, editor = {Casper, Markus and Gronz, Oliver}, publisher = {DWA}, address = {Hennef}, isbn = {978-3-944328-02-7}, pages = {157 -- 166}, language = {de} } @inproceedings{PohleKochGaedekeetal., author = {Pohle, Ina and Koch, Hagen and G{\"a}deke, Anne and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Assessment of potential climate change impacts on the regional water resources of Lusatia}, series = {CCRR, Dresden, 2013}, booktitle = {CCRR, Dresden, 2013}, abstract = {Lusatia is one of the driest regions in Germany: already under current climate conditions the climatic water balance is negative. Due to excessive open-cast lignite mining activities the water balance of the catchments of the rivers Spree, Schwarze Elster, and Lusatian Neisse is profoundly disturbed. Potential changes of future climate and land use conditions will certainly impact the natural hydrologic conditions and consequently water management measures have to be adjusted in order to alleviate the water tense situation. Simulations of the Soil and Water Integrated Model (SWIM) for subcatchments without influence of lignite mining and water management driven by scenarios of the Statistical Analogue Resampling scheme (STAR) assuming a further temperature increase of 0 K, 2 K and 3 K, respectively, showed an aggravation of the situation: Due to higher potential evaporation natural discharge is decreased especially in the vegetation period. The objective of this study is to assess potential climate change impact for the catchments of the rivers Spree, Schwarze Elster, and Lusation Neisse. Due to the strong anthropogenic impact on the discharge, the traditional approach of calibrating hydrological models based on time series of observed discharges is constrained. In order to estimate potential climate and land use change impacts for the named river catchments SWIM was first calibrated for subcatchments without influence of mining activities and water management. In a second step, the model was set up for the all catchments using model parameter regionalization. Climate change impacts were estimated using climate scenarios STAR (3 scenarios, 100 realisations each) and WettReg (3 scenarios, 10 realisations each). Land use change was considered for several scenarios focusing on the reduction of the groundwater depression cone caused by lignite mining and on a potentially increased cultivation of agricultural energy crops. Both, changes in quasi-natural river discharges at certain gauge stations and temporally and spatially distributed changes of water balance components, were analyzed in order to estimate whether climate or land use changes will be the dominant reason for potential changes of water resources. The simulated discharges will later be used as input data for the long term water management model WBalMo in order to assess potential climate and land use change impacts on water users and managed discharges as a prerequisite for climate and land use change adaptation strategies.}, language = {en} } @inproceedings{PohleKochGaedekeetal., author = {Pohle, Ina and Koch, Hagen and G{\"a}deke, Anne and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Assessment of the combined effects of climate and land use change in Lusatia, Central Europe}, series = {2013 International SWAT Conference, Toulouse, 2013}, booktitle = {2013 International SWAT Conference, Toulouse, 2013}, language = {en} } @inproceedings{GaedekeHoelzelKochetal., author = {G{\"a}deke, Anne and Hoelzel, Herwig and Koch, Hagen and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Analysis of uncertainties related to regional climate and hydrological models on the water balance in a subcatchment of the Spree River, Germany}, series = {Proceedings of 10th International Conference on Hydroinformatics, HIC 2012, understanding changing climate and environment and finding solutions, Hamburg, Germany, July 14 - 18, 2012}, booktitle = {Proceedings of 10th International Conference on Hydroinformatics, HIC 2012, understanding changing climate and environment and finding solutions, Hamburg, Germany, July 14 - 18, 2012}, editor = {Hinkelmann, R. and Nasermoaddeli, M. H. and Liong, S. Y. and Savic, D. and Fr{\"o}hle, P. and Daemrich, K. F.}, publisher = {TuTech Innovation}, address = {Hamburg}, isbn = {978-3-941492-45-5}, language = {en} } @incollection{GruenewaldStaehliSchoenheinzetal., author = {Gr{\"u}newald, Uwe and St{\"a}hli, Manfred and Schoenheinz, Dagmar and Hofer, Markus and Mazur, Kai and G{\"a}deke, Anne}, title = {Project C1 - Determination and modeling of water and matter balance in the artificially created catchment area „H{\"u}hnerwasser"}, series = {Structures and processes of the initial ecosystem development phase in an artificial water catchment (Final report CRC/TR 38)}, booktitle = {Structures and processes of the initial ecosystem development phase in an artificial water catchment (Final report CRC/TR 38)}, editor = {H{\"u}ttl, Reinhard F. and K{\"o}gel-Knabner, Ingrid and Schulin, Rainer and Gerwin, Werner}, publisher = {BTU, Forschungszentrum Landschaftsentwicklung und Bergbaulandschaften (FZLB)}, address = {Cottbus}, pages = {89 -- 92}, language = {en} } @inproceedings{PohleKochGaedekeetal., author = {Pohle, Ina and Koch, Hagen and G{\"a}deke, Anne and Kaltofen, Michael and Schramm, Michael and Redetzky, Michael and M{\"u}ller, F. and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Potential impacts of climate change on natural and managed discharges of the Rivers Spree, Schwarze Elster and Lusatian Neisse, Central Europe}, series = {Water and Society II}, booktitle = {Water and Society II}, editor = {Brebbia, Carlos A.}, publisher = {WIT Press}, address = {Ashurst, Southampton, UK}, isbn = {978-1-84564-742-1}, pages = {3 -- 16}, abstract = {The water balance of the Rivers Spree, Schwarze Elster and Lusatian Neisse is profoundly disturbed due to large-scale open-cast lignite mining activities and water management. Together with continental climate conditions this affects water resources and water users in the region. Driven by scenarios of the regional climate model STAR which assume increasing temperature and decreasing precipitation, two hydrological models, the Soil and Water Integrated Model SWIM and the catchment model EGMO simulate declining natural discharges in the region. Thus, decreasing managed discharges are simulated with the long term water management model WBalMo. The refinement of the simulation time step of WBalMo from months to weeks improves the consideration of climate variability and is also associated with higher simulated managed discharges in early summer. Management scenarios in terms of a reduced outlet capacity of a mining lake reservoir result in higher releases from other reservoirs and slightly reduced summer discharges in downstream river sections.}, language = {en} } @inproceedings{PohleKochGaedekeetal., author = {Pohle, Ina and Koch, Hagen and G{\"a}deke, Anne and Gr{\"u}newald, Uwe and Kaltofen, Michael and Redetzky, Michael}, title = {Potential climate change impacts on water availability and cooling water demand in the Lusatian Lignite Mining Region, Central Europe}, series = {European Geosciences Union (EGU), 11th General Assembly, Vienna, Austria, 27 April - 02 May 2014}, booktitle = {European Geosciences Union (EGU), 11th General Assembly, Vienna, Austria, 27 April - 02 May 2014}, language = {en} } @inproceedings{GaedekeKochPohleetal., author = {G{\"a}deke, Anne and Koch, Hagen and Pohle, Ina and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {M{\"o}glichkeiten zur Ber{\"u}cksichtigung von Unsicherheiten in Klimawandelimpaktstudien}, series = {Wasser - Landschaft - Mensch in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, Beitr{\"a}ge zum Tag der Hydrologie am 20./21. M{\"a}rz 2014 an der Katholischen Universit{\"a}t Eichst{\"a}tt-Ingolstadt}, booktitle = {Wasser - Landschaft - Mensch in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, Beitr{\"a}ge zum Tag der Hydrologie am 20./21. M{\"a}rz 2014 an der Katholischen Universit{\"a}t Eichst{\"a}tt-Ingolstadt}, editor = {Cyffka, Bernd}, publisher = {DWA}, address = {Hennef}, isbn = {978-3-944328-61-4}, pages = {49 -- 56}, abstract = {Klimawandelimpaktstudien, welche durch eine Vielzahl von Unsicherheiten gekennzeichnet sind, stellen die Voraussetzung f{\"u}r die Entwicklung von praxistauglichen Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel dar. Dieser Beitrag zeigt M{\"o}glichkeiten zur Ber{\"u}cksichtigung von Unsicherheiten in Klimawandelimpaktstudien auf, welche einen modellgest{\"u}tzten Ensembleansatz sowie Trenduntersuchungen an Messwerten beinhalten. Aufgrund der zum Teil gegens{\"a}tzlichen Entwicklung in der Abflussbildung, welche insbesondere auf Basis der unterschiedlichen regionalen Klimamodelle simuliert wird, kann die Analyse der Ver{\"a}nderungen der Vergangenheit Aufschluss {\"u}ber gesicherte und weniger gesicherte zuk{\"u}nftige Ver{\"a}nderungen geben. Dar{\"u}ber hinaus erm{\"o}glicht die integrierte Betrachtung von vergangenen und zuk{\"u}nftigen Ver{\"a}nderungen den Erwerb eines erweiterten Prozessverst{\"a}ndnisses, welches insbesondere bei der Entwicklung von Anpassungsmaßnahmen erforderlich ist.}, language = {de} } @inproceedings{PohleKochGaedekeetal., author = {Pohle, Ina and Koch, Hagen and G{\"a}deke, Anne and Kaltofen, Michael and Schramm, Michael and Redetzky, Michael and M{\"u}ller, F. and Gr{\"u}newald, Uwe}, title = {Auswirkungen von Unsicherheiten in Klimaszenarien auf die regionale Wassermengenbewirtschaftung}, series = {Wasser - Landschaft - Mensch in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, Beitr{\"a}ge zum Tag der Hydrologie am 20./21. M{\"a}rz 2014 an der Katholischen Universit{\"a}t Eichst{\"a}tt-Ingolstadt}, booktitle = {Wasser - Landschaft - Mensch in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, Beitr{\"a}ge zum Tag der Hydrologie am 20./21. M{\"a}rz 2014 an der Katholischen Universit{\"a}t Eichst{\"a}tt-Ingolstadt}, editor = {Cyffka, Bernd}, publisher = {DWA}, address = {Hennef}, isbn = {978-3-944328-61-4}, pages = {129 -- 136}, abstract = {In den Lausitzer Flusseinzugsgebieten von Schwarzer Elster, Dahme, Spree und Lausitzer Neiße zeigen sich durch Braunkohlebergbau und vielf{\"a}ltige Bewirtschaftungseinfl{\"u}sse deutliche Unterschiede zwischen nat{\"u}rlichem Abflussgeschehen und bewirtschafteten Abfl{\"u}ssen. Die m{\"o}glichen Auswirkungen klimatischer {\"A}nderungen werden durch eine Klimawandelimpaktstudie mit dem statistischen Regionalen Klimamodell STAR (3 Klimaszenarien), den hydrologischen Modellen SWIM und EGMO sowie dem Langfristbewirtschaftungsmodell WBalMo untersucht. Durch niedrigere nat{\"u}rliche Abfl{\"u}sse und den angenommenen R{\"u}ckgang der S{\"u}mpfungswassermengen aus dem Braunkohlebergbau werden mit WBalMo abnehmende bewirtschaftete Abfl{\"u}sse simuliert. Unsicherheiten bestehen dabei auf Grund der genutzten Klimaszenarien und hydrologischen Modelle, sowie hinsichtlich der Annahmen zur zuk{\"u}nftigen wirtschaftlichen Entwicklung (u.a. Braunkohlef{\"o}rderung und -verstromung).}, language = {de} }