Ableitung statistisch basierter Eingangsdaten für die Modellierung von urbanen Stoffeinträgen in die Gewässer auf Flussgebietsebene

Urbane Stoffeinträge stellen nach wie vor eine Belastung der Gewässer dar. Neben den punktförmigen Kläranlagen sind hier insbesondere die diffusen Einträge über Kanalisationen zu nennen. Der Großteil der Frachten stammt dabei von versiegelten Flächen. Um die Stoffeinträge von diesen Flächen möglichst realitätsnah abbilden zu können, sind adäquate Eingangsdaten notwendig. An diesem Punkt setzt die vorliegende Arbeit an. Während sich eine Vielzahl von Studien mit der chemischen Zusammensetzung von urbanen Abflusskomponenten beschäftigen, werden die meisten wissenschaftlichen Arbeiten im Kontext einer Konzentrationsbetrachtung durchgeführt. Bei der Erstellung von Massenbilanzen, wie sie in Flussgebietsmodellen durchgeführt wird, ist es jedoch unabdingbar, über die Konzentration hinausgehend den Abfluss bei der Probenahme (und somit bei der Mittelwertbildung) zu berücksichtigen. Die Untersuchung empfiehlt deshalb die Verwendung abflussgewichteter Standortmittelwerte von Kanalabflüssen in der flussgebietsbezogenen Stoffeintragsmodellierung, da diese die üblicherweise in Flussgebietsmodellen umgesetzten Ansätze am besten wiedergeben und sich für die Erstellung von Massenbilanzen eignen. Basierend auf dieser Erkenntnis, wurden repräsentative Konzentrationen für Europa abgeleitet. Anhand dieser Daten wurde eine Eintragsberechnung in MoRE für eine mittlere Eintragssituation durchgeführt. Diese ergab im Wesentlichen keine große Veränderung des Eintragsmusters in Bezug auf die Gesamteinträge. Die entwickelte Vorgehensweise erlaubt jedoch die Bereitstellung beliebiger Unsicherheitenstufen, die beispielhaft über das 68- bzw. 95 %ige Unsicherheitenintervall in der Modellierung berücksichtigt wurden. Als weitere relevante urbane Abflusskomponente wurden Kläranlagenabläufe untersucht. Im Gegensatz zu den Abflüssen von versiegelten Flächen können diese gut durch arithmetische Standortmittelwerte abgebildet werden. Die vorliegende Arbeit trägt durch einen Kenntnisgewinn zum mittleren Eintragsgeschehen und zu möglichen Spannbreiten von Stoffeinträgen dazu bei, vor dem Hintergrund eines kosteneffizienten Mitteleinsatzes Entscheidungsbefugten eine belastbare Grundlage zur Verfügung zu stellen

Methodische Optimierung von Modellansätzen zur Schadstoffbilanzierung in Flussgebietseinheiten zur Förderung der Umsetzungsstrategie zur Wasserrahmenrichtlinie. Endbericht für das Umweltbundesamt-Vorhaben FZK: 370 822 202/01

Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurden bestehende Quantifizierungsansätze des Modellsystems MONERIS methodisch weiterentwickelt und hinsichtlich ihrer Eignung für die Modellierung auf der Skala großer Flussgebiete getestet. Zudem wurden räumlich und zeitlich höher aufgelöste Eingangsdatensätze implementiert. Auf Grund ihrer Bedeutung für Schadstoffeinträge wurden die Ansätze und Methoden für die Wasserbilanz, Kanalisationssysteme, Erosion und Sedimenteintragsverhältnis, gewässerinterne Retention von partikulär transportierten Schadstoffen und messtechnische Erfassung von Gewässerfrachten im Hochwasserfall weiterentwickelt. Zudem wurden die Eingangsdaten für die Eintragspfade Kanalisationssysteme und die Erosion für die deutschen Einzugsgebiete räumlich und zeitlich höher aufgelöst. Darüber hinaus wurde ein konsistentes und transparentes Instrumentarium zur Quantifizierung und Visualisierung der Stoffeinträge in die Oberflächengewässer entwickelt, mit dessen Hilfe die Berichtspflichten erfüllt werden können. Die Architektur von MoRE erlaubt dem Nutzer, ohne Programmierkenntnisse die Basisvariante durch andere Eingangsdaten und Quantifizierungsansätze zu ergänzen sowie weitere Stoffgruppen einzubinden. Somit entspricht das Werkzeug allen Anforderungen an die Fortschreibung und Weiterentwicklungsfähigkeit im Hinblick auf Szenario-Berechnungen

Methodical Optimization of Model Approaches on Pollutant Balancing in River Basin Districts to Promote the Implementation Strategy for the Water Framework Directive. Final Report on the Project FZK: 370 822 202/01

Within a feasibility study the existing quantification approaches of the model system MONERIS have been methodically developed and their adequacy for modeling in the scale of large river basins has been tested. Additionally, input data sets of spatially and temporally higher resolution have been implemented. The following approaches and methods have been developed based on their relevance for pollutant emissions: water balance and runoff components, sewer systems, erosion and sediment delivery into surface waters, in-stream retention of particulately transported pollutants and the metrological recording of river loads in case of floods. Furthermore, a consistent and transparent instrument for quantifying and visualizing emissions into surface waters has been developed which will facilitate the reporting commitments. The architecture of MoRE allows users without any knowledge of programing to be able to add other input data and quantification approaches as well as embed other substance groups. Thus this instrument complies with the follow-up and development capabilities concerning the consideration of scenarios

Effizienz von Maßnahmen zur Reduktion von Stoffeinträgen: Endbericht. Forschungskennzahl 3711 21 220, UBA-FB 002441

Die Reduzierung von Nähr- und Schadstoffen in die Gewässer ist für Deutschland nach wie vor ein wichtiges Ziel. Um die Wirkung von eintragsreduzierenden Maßnahmen überregional abschätzen zu können, wurde das Werkzeug zur bundesweiten Stoffeintragsmodellierung (MoRE) fachlich und technisch weiterentwickelt. berregional bedeutende Maßnahmen wurden identifiziert, ausgewählte Maßnahmen implementiert und hinsichtlich ihrer eintragsmindernden Wirkung ausgewertet. Ein MoRE-Modul für die ökonomische Bewertung von Maßnahmen wurde entwickelt und umgesetzt. Nun liegt ein Instrument zur strategischen Planung von Maßnahmen zur Reduzierung von Stoffeinträgen in die Gewässer vor

Modeling of Regionalized Emissions (MoRE) into Water Bodies: An Open-Source River Basin Management System

An accurate budget of substance emissions is fundamental for protecting freshwater resources. In this context, the European Union asks all member states to report an emission inventory of substances for river basins. The river basin management system MoRE (Modeling of Regionalized Emissions) was developed as a flexible open-source instrument which is able to model pathway-specific emissions and river loads on a catchment scale. As the reporting tool for the Federal Republic of Germany, MoRE is used to model annual emissions of nutrients, heavy metals, micropollutants like polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), Bis(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP), and certain pharmaceuticals. Observed loads at gauging stations are used to validate the calculated emissions. In addition to its balancing capabilities, MoRE can consider different variants of input data and quantification approaches, in order to improve the robustness of different modeling approaches and to evaluate the quality of different input data. No programming skills are required to set up and run the model. Due to its flexible modeling base, the effect of reduction measures can be assessed. Within strategic planning processes, this is relevant for the allocation of investments or the implementation of specific measures to reduce the overall pollutant emissions into surface water bodies and therefore to meet the requirements of water policy.German Environment Agency (UBA

Initial invasive or conservative strategy for stable coronary disease

BACKGROUND Among patients with stable coronary disease and moderate or severe ischemia, whether clinical outcomes are better in those who receive an invasive intervention plus medical therapy than in those who receive medical therapy alone is uncertain. METHODS We randomly assigned 5179 patients with moderate or severe ischemia to an initial invasive strategy (angiography and revascularization when feasible) and medical therapy or to an initial conservative strategy of medical therapy alone and angiography if medical therapy failed. The primary outcome was a composite of death from cardiovascular causes, myocardial infarction, or hospitalization for unstable angina, heart failure, or resuscitated cardiac arrest. A key secondary outcome was death from cardiovascular causes or myocardial infarction. RESULTS Over a median of 3.2 years, 318 primary outcome events occurred in the invasive-strategy group and 352 occurred in the conservative-strategy group. At 6 months, the cumulative event rate was 5.3% in the invasive-strategy group and 3.4% in the conservative-strategy group (difference, 1.9 percentage points; 95% confidence interval [CI], 0.8 to 3.0); at 5 years, the cumulative event rate was 16.4% and 18.2%, respectively (difference, 121.8 percentage points; 95% CI, 124.7 to 1.0). Results were similar with respect to the key secondary outcome. The incidence of the primary outcome was sensitive to the definition of myocardial infarction; a secondary analysis yielded more procedural myocardial infarctions of uncertain clinical importance. There were 145 deaths in the invasive-strategy group and 144 deaths in the conservative-strategy group (hazard ratio, 1.05; 95% CI, 0.83 to 1.32). CONCLUSIONS Among patients with stable coronary disease and moderate or severe ischemia, we did not find evidence that an initial invasive strategy, as compared with an initial conservative strategy, reduced the risk of ischemic cardiovascular events or death from any cause over a median of 3.2 years. The trial findings were sensitive to the definition of myocardial infarction that was used

Health-status outcomes with invasive or conservative care in coronary disease

BACKGROUND In the ISCHEMIA trial, an invasive strategy with angiographic assessment and revascularization did not reduce clinical events among patients with stable ischemic heart disease and moderate or severe ischemia. A secondary objective of the trial was to assess angina-related health status among these patients. METHODS We assessed angina-related symptoms, function, and quality of life with the Seattle Angina Questionnaire (SAQ) at randomization, at months 1.5, 3, and 6, and every 6 months thereafter in participants who had been randomly assigned to an invasive treatment strategy (2295 participants) or a conservative strategy (2322). Mixed-effects cumulative probability models within a Bayesian framework were used to estimate differences between the treatment groups. The primary outcome of this health-status analysis was the SAQ summary score (scores range from 0 to 100, with higher scores indicating better health status). All analyses were performed in the overall population and according to baseline angina frequency. RESULTS At baseline, 35% of patients reported having no angina in the previous month. SAQ summary scores increased in both treatment groups, with increases at 3, 12, and 36 months that were 4.1 points (95% credible interval, 3.2 to 5.0), 4.2 points (95% credible interval, 3.3 to 5.1), and 2.9 points (95% credible interval, 2.2 to 3.7) higher with the invasive strategy than with the conservative strategy. Differences were larger among participants who had more frequent angina at baseline (8.5 vs. 0.1 points at 3 months and 5.3 vs. 1.2 points at 36 months among participants with daily or weekly angina as compared with no angina). CONCLUSIONS In the overall trial population with moderate or severe ischemia, which included 35% of participants without angina at baseline, patients randomly assigned to the invasive strategy had greater improvement in angina-related health status than those assigned to the conservative strategy. The modest mean differences favoring the invasive strategy in the overall group reflected minimal differences among asymptomatic patients and larger differences among patients who had had angina at baseline