Bereits in den 1950er Jahren wurde oberhalb Glashütte am Brießnitzbach ein Hochwasserrückhaltebecken errichtet. Aber dem Hochwasser 2002 mit Rekordzuflüssen konnte es nicht stand halten – der Damm brach. Direkt nach der Flut wurde der 10 Meter hohe Dammkörper instand gesetzt. Zugleich wurde eine neue Anlage konzipiert und bald darauf der Bau begonnen. Um 20 Meter überragt der Steinschüttdamm mit Innendichtung sein Vorgängerbauwerk. Der alte Damm wurde übrigens in den neuen Baukörper integriert. Der geschaffene Gesamtstauraum ist mit über 1 Millionen Kubikmeter auf mehr als das 14-fache vergrößert. Das Grüne Becken ohne Dauerstau wird automatisch gesteuert und bessert den Schutz vor Hochwasser in Glashütte und dem Müglitztal signifikant. Auf dem Titelblatt der Publikationsdatenbank Sachsen als 2. Auflage bezeichnet. Redaktionsschluss: 01.03.2017

Die Talsperre Gottleuba befindet sich in der Nähe von Bad Gottleuba im Osterzgebirge. Zwischen 1965 und 1976 erbaut, staut sie den gleichnamigen Fluss. Seitdem sie zwei Jahre vor dem offiziellen Bauende in Betrieb genommen werden konnte, versorgt die Anlage den Raum Pirna mit Trinkwasser. In geringem Umfang dient sie der Energiegewinnung. Ein weiterer wichtiger Grund für ihren Bau war der Hochwasserschutz. Das östliche Erzgebirge wurde seit jeher von Hochwasserereignissen heimgesucht, die zum Teil verheerende Auswirkungen hatten. Neben der Talsperre Gottleuba wurden deshalb ab Ende der 1950er Jahre vier Hochwasserrückhaltebecken im Einzugsgebiet der Gottleuba errichtet. Gemeinsam bilden alle Anlagen das Hochwasserschutzsystem Osterzgebirge. Auf dem Titelblatt der Publikationsdatenbank Sachsen als 2. Auflage bezeichnet. Redaktionsschluss: 23.02.2015

Die sächsische Stadt Grimma liegt im Tal der Vereinigten Mulde. Sie ist besonders stark von Hochwasser bedroht. Selbst bei einem kleineren Hochwasser wurden in der Vergangenheit die tiefer liegenden Teile der historischen Altstadt überflutet. Insgesamt werden in Grimma rund 57 Millionen Euro in den Hochwasserschutz investiert. Die Mittel kommen vom Freistaat Sachsen und vom Bund sowie vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). Auf dem Titelblatt in der Publikationsdatenbank Sachsen als 2. Auflage bezeichnet. Redaktionsschluss: 16.05.2019

Als Elbestadt ist Heidenau seit jeher stark durch Hochwasser gefährdet. Schon kleinere Hochwasser führten zu Überschwemmungen. Im Juni 2013 standen die elbnahen Wohn- und Gewerbegebiete südlich der Müglitzmündung zu großen Teilen unter Wasser. Die Fluten richteten hier große Schäden an. Das Hochwasserschutzkonzept der Elbe sieht in diesem Bereich einen Schutz der Wohn-, Gewerbe- und Industriegebiete vor einem statistisch alle hundert Jahre vorkommenden Hochwasser vor. Das entspricht derzeit einem Wasserstand von 9,24 Meter am Pegel Dresden. Um diesen Schutz zu erreichen, hat die Landestalsperrenverwaltung zwischen 2015 und 2019 eine neue Hochwasserschutzanlage in Heidenau gebaut. Sie beginnt an der Pirnaer Straße in Höhe Niederhof und verläuft auf 2,5 Kilometern entlang der Elbe und dem südlichen Müglitzufer bis zur Naumannstraße. Beginn und Ende der Schutzlinie schließen dabei an höher liegendes Gelände an. Bei der Planung mussten anspruchsvolle naturschutzfachliche, denkmalpflegerische, technische und private Belange sowie die Grundwasserverhältnisse bei Hochwasser beachtet werden. Die Kosten des Projekts in Höhe von rund 27 Millionen Euro wurden aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) sowie aus Landesmitteln finanziert. Redaktionsschluss: 26.06.2019

Aus dem Inhalt »Die Staumauer«: Das Absperrbauwerk der Talsperre Klingenberg ist eine sogenannte Gewichtsstaumauer, die dem Wasserdruck durch ihr Eigengewicht standhält. Die 33,5 Meter hohe und an der Krone 310 Meter lange, gekrümmte Bruchsteinmauer ist heute als Denkmal geschützt. Auf dem Titelblatt in der Publikationsdatenbank Sachsen als 2. Auflage bezeichnet. Redaktionsschluss: 14.03.2014

It is fundamental to investigate the biodegradability of chemicals and their potential (eco)toxicological effects under near-environmental conditions in order to identify and thereby avoid potential risks to humans, animals and the environment in the event of their release. Established as a policy object at the European level, the risks, which are posed by anthropogenic pollution, ideally need to be reduced to a minimum, if not eliminated completely, in the near future. To achieve this goal, an assessment of chemicals, based on international consensus, is required, which builds on the results of standardized experiments and is constantly supplemented by computer-based approaches. Establishing structure-property relationships is one way to immediately classify organic trace substances as ‘degradable’, or ‘potentially persistent’, as well as as hormonally ‘active’ or ‘inactive’. The extent to which these relationships are applicable to the substance group of benzophenone-type UV filters was investigated in this work. Some derivatives, which only differ in the type and position of their substituents on the aromatic rings, are suspected of acting as endocrine disruptors. Despite the high probability of them being released into the environment, and the toxicologically relevant properties, there are no mechanistic degradation studies so far that take enough derivatives into consideration to discuss the substitution pattern as a possible influential factor. To close the identified gaps, experiments on primary as well as ultimate degradation were carried out with up to ten different benzophenones, changing various parameters and adapting the experimental setup. Studies on the complete mineralizability, compliant with the standardized OECD Guideline No. 301F, showed that the respective substitution pattern is a decisive factor, while the mere presence of certain functional groups plays a minor role. To yield additional information on the time-dependent formation of primary degradation products, an LC-MS/MS method was developed that served to quantify benzophenones in various environmental matrices during a monitoring campaign, in addition to tracking primary degradation at the laboratory scale. The detection of 4-hydroxybenzophenone, which meets the structural criteria for multi-hormonal effects and was identified as a microbial degradation product of benzophenone, confirmed that the formation of transformation products needs to be given greater consideration in relation to toxicological issues. On this evidence, the structure-dependent endocrine effects of benzophenone-type UV filters, the transformation product 4-hydroxybenzophenone, and three other degradation products were determined using recombinant yeast-based reporter gene assays. Hydroxyl groups are the prevalent substituents of benzophenone-type UV filters, and the ruling structural elements, which influence microbial biodegradation and endocrine activity. Their investigation revealed a new fundamental but unexpected relationship: Primary degradation can slow down further degradation through the incorporation of hydroxyl groups. This simultaneously increases the risk of a formation of estrogen-active transformation products. This aspect underlines the need to include the occurrence of transformation products, especially under realistic conditions, in the overall risk assessment of chemicals. In this context, the application of quantitative structure-activity relationships (QSAR) plays a crucial role and, the suitability thereof was verified in this work – focusing on benzophenones. The empirically proven relationship between substitution pattern and degradability helps to improve the reliability of QSAR models for benzophenones as well as for structurally similar compounds, and forms the basis for further studies of this specific relationship at the enzymatic level.:DECLARATION OF CONFORMITY DECLARATION OF INDEPENDENT WORK PREFACE ACKNOWLEDGMENT KURZFASSUNG ABSTRACT LIST OF ABBREVIATIONS AND ACRONYMS 1 CONTEXTUAL FRAMEWORK AND OBJECTIVES 2 STATE OF KNOWLEDGE ABOUT THE BIODEGRADATION OF BENZOPHENONES 2.1 INTRODUCTION 2.2 ENTRY PATHS INTO THE ENVIRONMENT AND HAZARDOUS EFFECTS 2.2.1 Environmental occurrence and possible routes of discharge 2.2.2 (Eco)toxicity and endocrine disrupting properties 2.3 BIODEGRADATION 2.3.1 Aerobic biotransformation 2.3.2 Anoxic/anaerobic biotransformation 2.3.3 Transformation mediated through fungi and higher organisms 2.4 PHOTOLYTIC TRANSFORMATION 2.5 CONCLUSIONS 3 TRACE ANALYSIS IN ENVIRONMENTAL SAMPLES AND THE ENDOCRINE EFFECTS 3.1 INTRODUCTION 3.2 MATERIAL AND METHODS 3.2.1 Chemicals and materials 3.2.2 LC-MS/MS method development 3.2.2.1 MS parameters 3.2.2.2 LC parameters 3.2.2.3 Sample preparation 3.2.2.4 Validation 3.2.2.5 Application of the method to environmental monitoring 3.2.3 Biodegradation 3.2.4 Yeast-based reporter gene assays 3.3 RESULTS AND DISCUSSION 3.3.1 LC-MS/MS method development 3.3.1.1 Sample preparation 3.3.1.2 Validation 3.3.1.3 Application of the method for environmental samples 3.3.2 Biodegradation 3.3.3 Endocrine activity 3.3.3.1 Estrogenic and antiestrogenic activities 3.3.3.2 Estrogenic activity during biotransformation 3.3.3.3 Androgenic and antiandrogenic activities 3.4 CONCLUSION 4 PRIMARY AND ULTIMATE DEGRADATION 4.1 INTRODUCTION 4.2 MATERIAL AND METHODS 4.2.1 Chemicals and materials 4.2.2 Primary degradation 4.2.2.1 Abiotic river water 4.2.2.2 Biotic river water 4.2.2.3 Suboxic river water 4.2.2.4 River water amended with mineral solution 4.2.3 Ready biodegradability 4.2.4 Column experiments 4.2.5 Docking studies 4.2.6 LC-MS/MS Analysis 4.3 RESULTS AND DISCUSSION 4.3.1 Primary degradation 4.3.1.1 Abiotic river water 4.3.1.2 Biotic river water 4.3.1.3 Suboxic river water 4.3.1.4 River water amended with mineral solution 4.3.2 Ready biodegradability 4.3.3 Column experiments 4.3.3.1 Breakthrough curves and pretests 4.3.3.2 Removal tests 4.3.4 Structure-biodegradability relationships 4.4 CONCLUSIONS 5 SYNTHESIS 5.1 SUMMARIZING DISCUSSION 5.2 COMPARISON TO IN SILICO RESULTS 5.2.1 Biodegradability 5.2.2 Estrogenicity 5.3 CONCLUSION 6 APPENDIX 6.1 APPENDIX A 6.2 APPENDIX B 6.3 APPENDIX C 6.4 APPENDIX D 7 REFERENCES

The dissertation presents the Global BROOK90 framework, which has been developed at the Chair of Meteorology, TU Dresden by the candidate and co-authors. Global BROOK90 allows modelling the water balance components globally for the local scale of ‘hydrological response units’ in a fully automatic mode. It combines recent advances in global datasets with a physically based model. The framework possesses a vast application range with a special focus on the non-expert users and data scarce regions. To prove the applicability of the framework for different climates, landscapes, soil types and orography, an extensive validation was necessary. Two important components of the water balance – runoff and evaporation– were compared with measured data from all over the globe. Results indicated that considering its build-up and scope, Global BROOK90 performs well on the desired local scale. Certainly, the described approach has substantial shortcomings, thus simulation results must always be treated through the prism of the uncertainties. These limitations result not only from model limitations itself, but also from the input datasets, which were used for parameterization and forcing. Therefore, in this study main uncertainties are addressed allowing the end-user an outlook on their potential impact on the modelling results.

Die zweitgrößte Talsperre Sachsens liegt sieben Kilometer nördlich von Bautzen im Landschaftsschutzgebiet Spreeniederung am Rande der Oberlausitz. Neben dem Hochwasserschutz erfüllt sie die wichtige Aufgabe der Niedrigwasseraufhöhung. In Trockenperioden wird Wasser aus der Talsperre an den Unterlauf der Spree abgegeben, um die Wasserstände des Flusses aufzuhöhen. Unmittelbar vor den Toren der Stadt ist sie ein beliebtes Naherholungsgebiet. Zelten, Segeln und Rudern sind an dem europäischen Badegewässer möglich. Die Talsperre Bautzen ist mit dem Fahrrad sehr gut erreichbar. Aus dem Stadtzentrum führt ein Radweg direkt zur Talsperre. Seit 2012 gibt es außerdem einen Rundweg um die Talsperre. Auf der rund 20 Kilometer langen Strecke bieten sich schöne Aussichten und jede Menge Natur. Redaktionsschluss: 12.12.2019

Die Talsperre Dröda liegt im Vogtlandkreis südwestlich von Plauen in der Nähe des Dorfes Dröda. Sie wird oft auch nach ihrem Hauptzufluss als „Talsperre Feilebach“ bezeichnet. Ende der 50er Jahre stieg der Wasserverbrauch der umliegenden Städte sowie der Industrie und Landwirtschaft erheblich an. Um den Bedarf von Plauen und der Region Oelsnitz-Adorf zu decken, wurde eine Trinkwassertalsperre benötigt. Der Bau der Talsperre Dröda dauerte von 1964 bis 1971. Die kleinen Orte Dechengrün und Ramoldsreuth sowie mehrere Hauswirtschaften in Dröda und Bobenneukirchen mussten dem Talsperrenbau weichen. Insgesamt wurden über 170 Haushalte umgesiedelt sowie Straßen und Friedhöfe umverlegt. Redaktionsschluss: 14.02.2018

Die neue Hochwasserschutzanlage an der Elbe schützt vier Dresdner Stadtteile. Die Kaditzer Flutrinne in Dresden wurde bisher bereits bei einem Pegelstand in Dresden von 5,40 Metern durchströmt. Künftig sollen die Dresdner Stadtteile Pieschen, Trachau, Mickten und Altkaditz vor Hochwasser geschützt sein, wie es statistisch alle 100 Jahre vorkommt (HQ100). Das entspricht 9,24 Meter am Pegel Dresden. Das Faltblatt ist nur als Download vorhanden. Redaktionsschluss: 01.09.2016