Vodárenská přehrada Rauschenbach byla zřízena mezi lety 1960 a 1968 v městečku Neuhausen v Krušných horách. Leží bezprostředně na hranici s Českou republikou. Část přehradní nádrže a skoro celé její povodí se nachází v Česku. Rauschenbach je jen o pár let mladší než česká přehrada Fláje. Redaktionsschluss: 27.06.2019

Die Talsperren Fláje und Rauschenbach sind nur wenige Kilometer voneinander entfernt – verbunden durch den Fluss Flöha und einen grenzüberschreitenden Wanderweg. Er ist etwa neun Kilometer lang und kann in 2,5 Stunden bequem erwandert werden. Am Weg wurden an verschiedenen Punkten Informationstafeln zur Natur und Geschichte der Region, zum Einzugsgebiet der Talsperren und zur Aufbereitung von Talsperrenwasser in den Wasserwerken aufgestellt. Redaktionsschluss: 01.07.2019 / Vodní nádrže Fláje a Rauschenbach jsou od sebe vzdáleny jen několik kilometrů – spojeny Flájským potokem a jejich společnou historií. Obě přehrady Rauschenbacha Fláje jsou spojeny přeshraniční turistickou stezkou, která je asi devět kilometrů dlouhá a dá se pohodlně zdolat za 2,5 hodiny. Na různých místech stezky byly postaveny informační tabule, jež informují o přírodě a historii regionu, o krajině kolem obou přehrad a o výrobě pitné vody v úpravnách. Redaktionsschluss: 01.07.2019

Das Hochwasserrückhaltebecken Rennersdorf befindet sich im Tal der Pließnitz in der Gemeinde Berthelsdorf (Landkreis Görlitz). Dieses hochwassergefährdete Gebiet schließt die Orte Rennersdorf, Altbernsdorf, Bernstadt, Schönau-Berzdorf und Tauchritz ein. Hier kam es in der Vergangenheit immer wieder zu extremen Hochwasserereignissen, welche teilweise enorme Schäden anrichteten und auch Menschenleben kosteten. Redaktionsschluss: 12.12.2019

Die Trinkwassertalsperre Saidenbach wurde zwischen 1929 und 1933 nordöstlich von Pockau-Lengefeld gebaut. Sie staut mehrere Zuflüsse der Flöha, nämlich Forchheimer Dorfbach, Haselbach, Hölzelbergbach, Lippersdorfer Bach und Saidenbach. Mit über 146 Hektar Wasserfläche ist die Talsperre der größte Stausee im mittleren Erzgebirge und gleichzeitig der größte Trinkwasserspeicher im Verbundsystem Mittleres Erzgebirge. Zusammen mit den Talsperren Neunzehnhain 1 und 2 sowie Einsiedel stellt die Stauanlage Saidenbach Rohwasser für das Wasserwerk Einsiedel bereit, das Trinkwasser nach Chemnitz und Südsachsen liefert. Redaktionsschluss: 27.02.2020

Die Talsperre Schömbach liegt etwa 50 Kilometer südlich von Leipzig auf der Grenze zwischen Sachsen und Thüringen. Sie wird von der Wiera und dem Leubabach gespeist. Abgegeben wird das Wasser in die Wyhra, einem Gewässer das nördlich von Borna in die Pleiße fließt. Wegen ihrer Bedeutung für die sächsischen Unterlieger gehört die Stauanlage zu Sachsen und wird von der Landestalsperrenverwaltung betrieben. Redaktionsschluss: 17.04.2019

Die Talsperre Sosa wird aus der Kleinen Bockau und dem Neudecker Bach gespeist. Das natürliche Einzugsgebiet der Talsperre beträgt nur rund 8,45 Quadratkilometer. Da dies für das Versorgungsgebiet nicht ausreichte, wurde schon bei der Planung des Bauwerkes eine Überleitung aus dem Einzugsgebiet der Großen Bockau anvisiert. So kamen noch einmal rund neun Quadratkilometer dazu. Redaktionsschluss: 12.12.2019

Im Betrieb Zwickauer Mulde / Oberere Weiße Elster der Landestalsperrenverwaltung (LTV) gibt es drei Flussmeistereien. Sie sind verantwortlich für die Gewässer 1. Ordnung in u.a. den Gebieten der Zwickauer Mulde, Teile des Erzgebirges und des Vogtlandkreises. Nähere Informationen finden Sie im Faltblatt. Redaktionsschluss: 12.12.2019

Die Trinkwassertalsperre Werda liegt im Vogtland nahe der Stadt Falkenstein. Sie wird wegen des angestauten Gewässer auch als »Geigenbachtalsperre« bezeichnet. Von 1904 bis 1909 gebaut ist sie eine der ältesten Talsperren in Sachsen. Sie versorgt die Region Plauen. Die Staumauer der Talsperre Werda bestand ursprünglich aus Bruchsteinmauerwerk. 1986-91 erhielt sie wasserseitig eine 2,5 Meter starke, dichtende Vorsatzmauer und einen Kontrollgang. Zwischen 2010 und 2012 wurde der Vorsperrendamm instandgesetzt und um 1,45 Meter auf 14,80 Meter erhöht. Im Normalfall läuft das Wasser vom Verteilerwehr in die Vorsperre. Mit einem automatisierten Steuerungssystem kann getrübtes Wasser um die Talsperre herumgeleitet und vom Trinkwasserspeicher ferngehalten werden. Andererseits kann qualitativ gutes Wasser ohne die Vorsperre zu durchfliessen, direkt in die Hauptsperre eingeleitet werden. Das System der Wassertrennung mit Wehr, Stollen und Kanälen wurde bereits vor über 100 Jahren gebaut und zwischen 2015 und 2016 wurde es grundlegend instandgesetzt und modernisiert. Redaktionsschluss: 14.04.2017

Managed Aquifer Recharge (MAR) can be conducted via wells or by spreading the water on a surface (e.g, during basin infiltration). While the former has the advantage of minimal area demand and the possibility of dual-use for groundwater abstraction, the latter usually has smaller construction costs and offers additional treatment to the water during infiltration via the vadose zone. Vadose Zone Wells (VZWs) combine many of these advantages, but as their hydraulics are more complex, infiltration rates and the degradation processes in the subsurface are more difficult to determine. Furthermore, they are prone to clogging and redevelopment has not been documented in the literature. Therefor, low-quality waters - with high content of suspended solids or dissolved contaminants/nutrients - are rarely infiltrated via VZWs. In this study, I will (1) evaluate the hydraulic advantage, VZWs can have over other vadose zone infiltration systems in a synthetical modeling study, (2) assess the spatial variability of key parameters for aerobic degradation below a VZW in a small-scale experiment, (3) determine the relationship between clogging dynamics and a well’s diameter and setup (gravel pack) in an experimental study and (4) demonstrate that the backflush of a VZW is possible - in contrast to the literature’s suggestions. All in all, VZWs appear to offer potential even for low-quality waters, and a further investigation for economical operation seems worthwhile. / Managed Aquifer Recharge' ('MAR' = 'Künstliche Grundwasseranreicherung') kann mit Brunnen oder über flächenhafte Versickerung erfolgen (z.B. durch Infiltrationsbecken). Während Brunnen wenig Platz benötigen und neben der Infiltration auch für die Grundwasserentnahme genutzt werden können, sind Becken meist günstiger in Errichtung und Erhaltung und die Versickerung durch die ungesättigte Zone kann die Wasserqualität erheblich verbessern. 'Vadose Zone Wells' ('VZWs' ≈ 'Ungesättigte Schluckbrunnen') verbinden einige dieser Vorteile, allerdings sind Infiltrations- und Abbauprozess aufgrund der ungleich komplizierteren Hydraulik schwer vorherzusagen. Darüber hinaus sind sie anfällig für Kolmation/Clogging und über ihre Regenerierung ist nach jetzigem Stande nichts bekannt. Im Allgemeinen werden deshalb Wässer mit niedriger Qualität - hohe Trübung und/oder Schad- und Nährstoffgehalte - selten durch VZWs versickert. In dieser Studie, werde ich (1) in einer synthetischen Modellstudie die hydraulichen Vorteile aufzeigen, die VZWs gegenüber anderen Versickerungsformen haben, (2) die räumlichen Unterschiede von Schlüsselparametern für den aeroben Abbau unter einem VZW in einem Laborexperiment untersuchen, (3) die Verbindung zwischen Kolmationsdynamik sowie Brunnendurchmesser und -aufbau (insb. der Kiesschüttung) herausarbeiten und (4) demonstrieren, dass eine Rückspülung von VZWs möglich ist - anders als es die Literatur nahelegt. Insgesamt, bieten VZWs ein hohes Potential - auch für Wasser niedriger Qualität, die allerdings noch durch weitere Untersuchungen bzgl. Kosten/Nutzen und Nachhaltigkeit bestätigt werden müssen.

Hydrological models play a crucial role in forecasting future water resource availability and water-related risks. It's essential that they realistically represent and simulate the processes of interest. However, which model structure is most suitable for a given task, catchment and data situation is often difficult to determine. There are only few tangible guidelines for model structure selection, and comparing multiple models simply to choose one to use in further work is a cumbersome process. It is therefore not surprising that the hydrological community has spent considerable effort on improving model parameter estimation, which can be treated as an automatized process, but the selection of a suitable model structure (i.e., the specific set of equations describing catchment function) has received comparatively little attention. To facilitate easier testing of different model structures, this thesis introduces an approach for Automatic Model Structure Identification (AMSI), which allows for the simultaneous calibration of model structural choices and model parameters. Model structural choices are treated as integer decision variables while model parameters are treated as continuous model variables in this approach. Through combining the modular modelling framework Raven with the mixed-integer optimization algorithm DDS, the testing of different structural hypotheses can thus be automated. AMSI then allows to effectively search a vast number of model structure and parameter choices to identify the most suitable model structures for a specific objective function. This thesis uses four experiments to test and benchmark AMSI's performance and capabilities. First, a synthetic experiment generates “observations” with known model structures and tests AMSI’s ability to re-identify these same structures. Second, AMSI is used in a real-world application on twelve diverse MOPEX catchments to test the feasibility of the approach. Third, a comprehensive benchmark study explores how reliably AMSI searches the available model space by comparing AMSI’s outcomes to a brute force approach that calibrates all feasible model structures in the available model search space. Fourth, the model space AMSI searches was compared to a much wider model hypothesis space, as defined by 45 diverse and commonly used model structures taken from the MARRMoT-Toolbox. This evaluation of AMSI’s performance is based on mathematical accuracy (tested via statistical metric performance) and hydrological adequacy (tested via the performance on several hydrological signatures) to assess the advantages and limitations of the method. The re-identification experiments showed that process choices that show little impact on the hydrograph are difficult to re-identify due to near equivalent diagnostic measures. The real-world experiment showed that AMSI is capable of identifying feasible and avoiding infeasible model structures for the twelve tested MOPEX catchments. The performance of the identified models was compared to that of eight other models configured for the MOPEX catchments. AMSI's performance is in the top half of the performance range found by these eight, partially more complex, models, and is therefore considered satisfactory. However, the high variance in the identified model structures with comparable objective function values reflects substantial model equifinality. This was also seen in the benchmark study. While AMSI reliably identifies the most accurate model structures in a given model hypothesis space, the equifinality in model choice as measured through an aggregated metric such as KGE is considerable. In some catchments up to 30\% of the tested model choices obtain comparable KGE scores. These models, however, show significantly different behaviour in their internal storages, showing that a wide range of simulated hydrologic conditions can lead to comparable efficiency scores and therefore a wide ensemble of different model structures may appear suitable. Using AMSI with aggregated statistical metrics therefore provides only limited insights into which models are most suitable for the given catchment. Further investigations showed that the large number of identified mathematically accurate models (as measured through good metric performance) could hardly ever also be considered hydrologically adequate models (as measured through good signature performance). In nine out of twelve catchments none of the accurate models was also considered to be adequate, while only between one (0.1\%) and 49 (0.7\%) of all tested model structures met the defined adequacy requirements in the other three catchments. This glaring disconnect between mathematical accuracy and hydrological adequacy applies to all model selection approaches tested in the benchmark experiments. Neither AMSI, nor the brute force search, nor the MARRMoT models are able to provide accurate as well as adequate model structures when calibrated for the aggregated statistical metric KGE. Therefore, no distinct advantages of commonly used, expert-developed conceptual model structures could be identified over the data-derived AMSI models, as long as model performance is assessed only with aggregated efficiency scores. This has relevant implications for all modelling studies, as despite many papers suggesting to do otherwise, assessing model performance only through mathematical accuracy (i.e., with scores such as NSE or KGE) has remained the standard practice. The great empirical evidence of the inherent constraints of aggregated metrics such as KGE provided in this thesis may help to convey the message that relying only on these scores simply cannot guarantee hydrologically adequate model structures due to the equifinality in the combined model and parameter selection problem. The results also indicate that the AMSI method is able to identify model structures that are just as mathematically accurate and hydrologically inadequate as previously developed methods for model selection yield, but at a reduced work load to the modeller. Multi-variate datasets and better model performance metrics are often mentioned as ways to reduce equifinality. If such improved methods are implemented in the calibration procedure, AMSI's ability to discriminate between more granular process equations will increase. AMSI could then be a promising way forward to reduce the subjectivity in model selection, and to explore the connections between suitable model structures and catchment characteristics.