TY - CHAP A1 - Gädeke, Anne A1 - Umlauf, Ina T1 - Comparison of different approaches of spatial discretization for modelling the natural discharge in a subcatchment of the river Spree (125 km2) in Lusatia (Germany) Y1 - 2011 UR - http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2011/EGU2011-7771-1.pdf ER - TY - CHAP A1 - Junghans, Udo A1 - Arndt, Olaf A1 - Kaden, Stephan A1 - Schätzl, Peter A1 - Thilo, Frank A1 - Gädeke, Anne T1 - Results and experiences using grid-based optimization in groundwater management Y1 - 2010 ER - TY - CHAP A1 - Hölzel, Herwig A1 - Diekkrüger, Bernd A1 - Biemelt, Detlef A1 - Gädeke, Anne T1 - Simulation of hydrological impact of dumped sediment structures in the artificial Chicken Creek catchment, Germany Y1 - 2012 UR - http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2012/EGU2012-2323-1.pdf ER - TY - CHAP A1 - Hölzel, Herwig A1 - Gädeke, Anne A1 - Koch, Hagen A1 - Grünewald, Uwe T1 - Assessment of climate change impacts on hydrological processes and patterns in the Spree River catchment Y1 - 2012 UR - http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2012/EGU2012-2321-1.pdf ER - TY - CHAP A1 - Gädeke, Anne A1 - Pohle, Ina A1 - Hölzel, Herwig A1 - Koch, Hagen A1 - Grünewald, Uwe ED - Grünewald, Uwe ED - Bens, Oliver ED - Fischer, Holger ED - Hüttl, Reinhard F. ED - Kaiser, Knut ED - Knierim, Andrea T1 - Analyse zum Einfluss des Landschafts- und Klimawandels auf den Wasserhaushalt in einem Teileinzugsgebiet der Spree T2 - Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen an den Landschafts- und Klimawandel N2 - In dieser Studie wird der Einfluss von Klima- und Landnutzungsänderungen 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 möglichen Entwicklungen abzubilden, wurden die meteorologischen Größen von 100 Realisierungen des regionalen Klimamodells STAR zum Antrieb von WaSiM-ETH verwendet. Die Ergebnisse zeigen im langjährigen Mittel einen Niederschlagsrückgang um 7,1 % sowie eine Zunahme der potentiellen und tatsächlichen 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 Feldkapazität (nFK) auf 52 % nFK, was zu leichtem Trockenstress bei Ackerkulturen mit hohem Wasserbedarf in dieser Periode führen kann. Um den Einfluss von Landnutzungsänderungen, wie bspw. einen verstärkten Anbau von Energiepflanzen (Raps, Mais, Sorghum), auf den Wasserhaushalt abzuschätzen, wurde das ökohydrologische Modell SWIM (Soil and Water Integrated Model) verwendet. Bei den Energiepflanzen verringert sich die jährlich simulierte tatsächliche Verdunstung im Mittel um 10,3 %, wohingegen sich der jährliche Abfluss um 31,2 % und die Grundwasserneubildung um 33 % erhöhen. Insbesondere die Energiepflanzen Mais und Sorghum besitzen im Hochsommer einen hohen Wasserbedarf, was eine zusätzliche Bewässerung erforderlich machen kann. Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt können diese Entwicklung weiter verschärfen. Da es sich bei den Ergebnissen um Modellierungen handelt, dürfen diese nicht als sicher, sondern unter den getroffenen Annahmen als repräsentativ für die wahrscheinliche zukünftige Entwicklung des Wasserhaushalts unter dem zu erwartenden Klima- und Landschaftswandels verstanden werden. N2 - This study presents scenarios calculated with two different hydrological models analysing the water balance under changing climate and land use conditions for a sub catchment of the river Spree. The impact of climate change on the water balance was estimated using the Water balance Simulation Model (WaSiM-ETH). In order to depict a large range of possible future development, the meteorological parameters of 100 realisations of the regional climate model STAR were used to drive WaSiM-ETH. The results show in the long term average a decrease in precipitation by 7.1 % as well as an increase in the potential and actual evapotranspiration by 17.6 % and 4 %, respectively. Consequently, the discharge is reduced by 37.2 % and the groundwater recharge by 22 %. Moreover, the soil moisture in the root zone decreases in the month of July to September from 69 % effective field capacity to 52 % effective field capacity, which may lead to drought stress for crops with a high water demand during that period. In order to assess the influence of land use change, such as increasing cultivation of energy crops (e.g. canola, corn, sorghum), on the water balance, the ecohydrological Soil and Water Integrated Model (SWIM) was used. For the energy crops, the average yearly simulated evapotranspiration decreases by 10.3 %, whereas yearly discharge and groundwater recharge increase by 31.2 % and 33 %, respectively. Especially the energy crops corn and sorghum are characterized by a high water demand during midsummer which can make additional irrigation necessary. The impacts of climate change on the water balance can exacerbate this development. Since these findings represent modelling results, they cannot be regarded as certain but must be interpreted under the assumption taken as representative for the probable future development. KW - Wasserhaushalt KW - Energiepflanzen KW - Waldumbau KW - hydrologisches Modell Y1 - 2012 SN - 978-3-510-65274-7 SP - 81 EP - 94 PB - Schweizerbart CY - Stuttgart ER - TY - CHAP A1 - Gädeke, Anne A1 - Hölzel, Herwig A1 - Koch, Hagen A1 - Grünewald, Uwe T1 - Assessing possibilities of reducing the uncertainity related to climate change impact studies T2 - EGU General Assembly 2012, held 22-27 April, 2012 in Vienna Y1 - 2012 UR - http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2012/EGU2012-c-1.pdf SP - 1 PB - European Geophysical Society CY - Katlenburg-Lindau ER - TY - CHAP A1 - Gädeke, Anne A1 - Hölzel, Herwig A1 - Koch, Hagen A1 - Grünewald, Uwe ED - Weiler, Markus T1 - Analyse der Bandbreiten von Modellketten am Beispiel von Klimaprojektionsstudien auf den Wasserhaushalt in einem Teileinzugsgebiet der Spree T2 - Wasser ohne Grenzen, Beiträge zum Tag der Hydrologie 2012 Y1 - 2012 UR - http://tdh2012.uni-freiburg.de/download/tagungsband SN - 978-3-942964-38-8 SP - 381 EP - 382 PB - DWA CY - Hennef ER - TY - GEN A1 - Hölzel, Herwig A1 - Diekkrüger, Bernd A1 - Biemelt, Detlef A1 - Gädeke, Anne T1 - Impact of dumped sediment structures on hydrological modelling in the artificial Chicken Creek catchment, Germany T2 - Journal of Hydrology N2 - 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. KW - Process-based hydrological modelling KW - Hydrological pattern and processes KW - Structure-process interactions KW - Initial ecosystem development Y1 - 2013 UR - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169412010086# U6 - https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2012.11.029 SN - 0022-1694 VL - 477 SP - 189 EP - 202 ER - TY - CHAP A1 - Pohle, Ina A1 - Koch, Hagen A1 - Gädeke, Anne A1 - Grünewald, Uwe T1 - Using catchment similarity for model parameter regionalization in highly anthropogenically impacted catchments in Lusatia T2 - EGU General Assembly 2013, Vienna, Austria, 07 – 12 April 2013 Y1 - 2013 UR - http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2013/EGU2013-3822.pdf N1 - EGU2013-3822 SP - 3822 ER - TY - CHAP A1 - Pohle, Ina A1 - Gädeke, Anne A1 - Koch, Hagen A1 - Grünewald, Uwe ED - Weingärtner, Rolf ED - Schädler, Bruno T1 - Abschätzung möglicher Folgen des Klimawandels auf die regionalen Wasserressourcen der Lausitz T2 - Wasserressourcen im globalen Wandel, Hydrologische Grundlagen – von der Messung zur Anwendung, Beiträge zum Tag der Hydrologie am 4.-6. April 2013 an der Universität Bern N2 - Das ökohydrologische Modell SWIM wurde für die Gesamteinzugsgebiete der Dahme, der Schwarzen Elster und die Einzugsgebiete der Spree bis zum Pegel Große Tränke und der Lausitzer Neiße bis zum Pegel Steinbach aufgebaut und parametrisiert. Aufgrund starker anthropogener Beeinflussung durch Braunkohleförderung und Wasserbewirtschaftung ist der klassische Ansatz der Kalibrierung hydrologischer Modelle an den Endpegeln der Einzugsgebiete nicht möglich. Der in dieser Studie genutzte Ansatz ist daher, SWIM für Teileinzugsgebiete zu kalibrieren und zu validieren und die sensitivsten Modellparameter zu regionalisieren. Zur Verifizierung der Kalibrierung wurden für 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 stärker beeinflussten Teileinzugsgebiet und unter Berücksichtigung langjähriger natürlicher und naturalisierter Abflüsse 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 für die Gesamteinzugsgebiete im Untersuchungsgebiet zeigen einen deutlichen Rückgang von Abfluss und Grundwasserneubildung für WettReg A1B. Das Szenario STAR 0K führt zu sehr geringen Änderungen dieser Wasserhaushaltskomponenten in den Einzugsgebieten der Dahme, der Schwarzen Elster und der Spree, während die Szenarien STAR 2K und STAR 3K zu deutlichen Rückgängen beider Größen führen. Im Einzugsgebiet der Lausitzer Neiße wird für die STARSzenarien ein Anstieg des Abflusses bei Verringerung der Grundwasserneubildung simuliert. Y1 - 2013 SN - 978-3-942964-89-0 SP - 113 EP - 122 PB - Fachgemeinschaft Hydrologische Wissenschaften in der DWA CY - Hennef ER - TY - CHAP A1 - Gädeke, Anne A1 - Pohle, Ina A1 - Koch, Hagen A1 - Grünewald, Uwe T1 - Assessment of potential climate and land use change impacts on the regional water resources of Lusatia (Germany) T2 - EGU General Assembly 2013, Vienna, Austria, 07 – 12 April 2013 Y1 - 2013 UR - http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2013/EGU2013-3450-1.pdf N1 - EGU2013-3450-1 SP - 3450-1 ER - TY - CHAP A1 - Pohle, Ina A1 - Koch, Hagen A1 - Gädeke, Anne A1 - Grünewald, Uwe ED - Casper, Markus ED - Gronz, Oliver T1 - Simulation von Auswirkungen potenzieller Klimaänderungen auf den Wasserhaushalt unter Berücksichtigung unterschiedlicher Datengrundlagen T2 - Simulation hydrologischer Systeme - Wie nah kommen wir der Realität?, Beiträge zum 3. Trierer N-A-Workshop zur Niederschlag-Abfluss-Modellierung am 17. und 18. September 2012 in Trier Y1 - 2013 SN - 978-3-944328-02-7 SP - 157 EP - 166 PB - DWA CY - Hennef ER - TY - CHAP A1 - Pohle, Ina A1 - Koch, Hagen A1 - Gädeke, Anne A1 - Grünewald, Uwe T1 - Assessment of potential climate change impacts on the regional water resources of Lusatia T2 - CCRR, Dresden, 2013 N2 - 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. Y1 - 2013 UR - http://www.regklam.de/fileadmin/ccrr-2013/abstracts/3c_CCRR2013_abstract_Pohle.pdf ER - TY - CHAP A1 - Pohle, Ina A1 - Koch, Hagen A1 - Gädeke, Anne A1 - Grünewald, Uwe T1 - Assessment of the combined effects of climate and land use change in Lusatia, Central Europe T2 - 2013 International SWAT Conference, Toulouse, 2013 KW - Biofuels KW - SWIM KW - Climate Change KW - Land Use Change Y1 - 2013 UR - http://swat.tamu.edu/media/81472/Book-of-Abstracts-Post-Conference.pdf ER - TY - CHAP A1 - Gädeke, Anne A1 - Hoelzel, Herwig A1 - Koch, Hagen A1 - Grünewald, Uwe ED - Hinkelmann, R. ED - Nasermoaddeli, M. H. ED - Liong, S. Y. ED - Savic, D. ED - Fröhle, P. ED - Daemrich, K. F. T1 - Analysis of uncertainties related to regional climate and hydrological models on the water balance in a subcatchment of the Spree River, Germany T2 - Proceedings of 10th International Conference on Hydroinformatics, HIC 2012, understanding changing climate and environment and finding solutions, Hamburg, Germany, July 14 - 18, 2012 Y1 - 2012 SN - 978-3-941492-45-5 PB - TuTech Innovation CY - Hamburg ER - TY - CHAP A1 - Grünewald, Uwe A1 - Stähli, Manfred A1 - Schoenheinz, Dagmar A1 - Hofer, Markus A1 - Mazur, Kai A1 - Gädeke, Anne ED - Hüttl, Reinhard F. ED - Kögel-Knabner, Ingrid ED - Schulin, Rainer ED - Gerwin, Werner T1 - Project C1 - Determination and modeling of water and matter balance in the artificially created catchment area „Hühnerwasser“ T2 - Structures and processes of the initial ecosystem development phase in an artificial water catchment (Final report CRC/TR 38) Y1 - 2013 UR - http://opus.kobv.de/btu/volltexte/2013/2865/ SP - 89 EP - 92 PB - BTU, Forschungszentrum Landschaftsentwicklung und Bergbaulandschaften (FZLB) CY - Cottbus ER - TY - CHAP A1 - Pohle, Ina A1 - Koch, Hagen A1 - Gädeke, Anne A1 - Kaltofen, Michael A1 - Schramm, Michael A1 - Redetzky, Michael A1 - Müller, F. A1 - Grünewald, Uwe ED - Brebbia, Carlos A. T1 - Potential impacts of climate change on natural and managed discharges of the Rivers Spree, Schwarze Elster and Lusatian Neisse, Central Europe T2 - Water and Society II N2 - 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. KW - water management modelling KW - hydrological modelling KW - climate change KW - mining Y1 - 2013 SN - 978-1-84564-742-1 SN - 978-1-84564-743-8 SP - 3 EP - 16 PB - WIT Press CY - Ashurst, Southampton, UK ER - TY - CHAP A1 - Pohle, Ina A1 - Koch, Hagen A1 - Gädeke, Anne A1 - Grünewald, Uwe A1 - Kaltofen, Michael A1 - Redetzky, Michael T1 - Potential climate change impacts on water availability and cooling water demand in the Lusatian Lignite Mining Region, Central Europe T2 - European Geosciences Union (EGU), 11th General Assembly, Vienna, Austria, 27 April – 02 May 2014 Y1 - 2014 UR - http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2014/EGU2014-4283.pdf N1 - EGU2014-4283 ER - TY - CHAP A1 - Gädeke, Anne A1 - Koch, Hagen A1 - Pohle, Ina A1 - Grünewald, Uwe ED - Cyffka, Bernd T1 - Möglichkeiten zur Berücksichtigung von Unsicherheiten in Klimawandelimpaktstudien T2 - Wasser - Landschaft – Mensch in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, Beiträge zum Tag der Hydrologie am 20./21. März 2014 an der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt N2 - Klimawandelimpaktstudien, welche durch eine Vielzahl von Unsicherheiten gekennzeichnet sind, stellen die Voraussetzung für die Entwicklung von praxistauglichen Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel dar. Dieser Beitrag zeigt Möglichkeiten zur Berücksichtigung von Unsicherheiten in Klimawandelimpaktstudien auf, welche einen modellgestützten Ensembleansatz sowie Trenduntersuchungen an Messwerten beinhalten. Aufgrund der zum Teil gegensätzlichen Entwicklung in der Abflussbildung, welche insbesondere auf Basis der unterschiedlichen regionalen Klimamodelle simuliert wird, kann die Analyse der Veränderungen der Vergangenheit Aufschluss über gesicherte und weniger gesicherte zukünftige Veränderungen geben. Darüber hinaus ermöglicht die integrierte Betrachtung von vergangenen und zukünftigen Veränderungen den Erwerb eines erweiterten Prozessverständnisses, welches insbesondere bei der Entwicklung von Anpassungsmaßnahmen erforderlich ist. Y1 - 2014 SN - 978-3-944328-61-4 SP - 49 EP - 56 PB - DWA CY - Hennef ER - TY - CHAP A1 - Pohle, Ina A1 - Koch, Hagen A1 - Gädeke, Anne A1 - Kaltofen, Michael A1 - Schramm, Michael A1 - Redetzky, Michael A1 - Müller, F. A1 - Grünewald, Uwe ED - Cyffka, Bernd T1 - Auswirkungen von Unsicherheiten in Klimaszenarien auf die regionale Wassermengenbewirtschaftung T2 - Wasser - Landschaft – Mensch in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, Beiträge zum Tag der Hydrologie am 20./21. März 2014 an der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt N2 - In den Lausitzer Flusseinzugsgebieten von Schwarzer Elster, Dahme, Spree und Lausitzer Neiße zeigen sich durch Braunkohlebergbau und vielfältige Bewirtschaftungseinflüsse deutliche Unterschiede zwischen natürlichem Abflussgeschehen und bewirtschafteten Abflüssen. Die möglichen Auswirkungen klimatischer Änderungen 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 natürliche Abflüsse und den angenommenen Rückgang der Sümpfungswassermengen aus dem Braunkohlebergbau werden mit WBalMo abnehmende bewirtschaftete Abflüsse simuliert. Unsicherheiten bestehen dabei auf Grund der genutzten Klimaszenarien und hydrologischen Modelle, sowie hinsichtlich der Annahmen zur zukünftigen wirtschaftlichen Entwicklung (u.a. Braunkohleförderung und –verstromung). Y1 - 2014 SN - 978-3-944328-61-4 SP - 129 EP - 136 PB - DWA CY - Hennef ER -