Planung und Wandel stehen in einem spannungsreichen Verhältnis zueinander. Planung steht für ein systematisches, von Dritten nachvollziehbares Vorgehen zur Realisierung kurz-, mittel- oder langfristiger Ziele. Pläne sind Entscheidungsprämissen für zukünftige Entscheidungen. Wandel definieren Marshall Scott Poole und Andrew Van de Ven als Unterschied einer Einheit im Zeitverlauf. Wandel in der Form eines „Lebenszykluses“ verläuft als durch Planung nicht wesentlich beeinflussbarer Entwicklungsprozess mit verschiedenen Phasen oder Stadien. Doch auch geplanter Wandel wird für möglich gehalten. Andere hingegen erwarten eher, dass Pläne auf Grund gewandelter Rahmenbedingungen nicht (vollständig) umzusetzen sind. Planung und Wandel zeigt sich auch als Wandel der Planung und von Plänen. Diese komplexen Beziehungen zwischen Planung und Wandel sind bisher in der Forschung zur räumlichen Planung und Raumentwicklung nur ansatzweise beachtet worden. Auf der Basis der angelsächsisch geprägten Wandelforschung als Teil der Strategieforschung will die vorliegende Arbeit einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Planungsforschung leisten, insbesondere für Themen der strategischen räumlichen Planung. Die Arbeit konzentriert sich auf die theoretische Aufgabenstellung. Die vorliegende Arbeit wendet sich in erster Linie an Planungsforscherinnen und theoretisch interessierte Planungspraktiker. Als empirische Basis dienen vom Autor bereits durchgeführte Fallstudien zur kommunalen Strategieentwicklung und eine Auswertung der theoretischen und empirischen Literatur zur strategischen räumlichen Planung. Die Arbeit leistet damit einen Beitrag zur in letzter Zeit verstärkt festzustellenden Berücksichtigung der Strategieforschung in der räumlichen Planungsdiskussion (z. B. Healey). Sie geht zugleich über diese Diskussion hinaus, indem sie spezifische theoretische, methodische und empirische Ansätze der Strategieforschung in den Vordergrund rückt (z. B. Van de Ven & Poole, Burgelman, Tushman & Romanelli). / Planning and change are in tension. Planning stands for a systematic, reliable procedure to realize aims of short-, mid- or long-term relevance. Plans are decision premises for future decisions. Marshall Scott Poole and Andrew Van de Ven define change as difference of an entity over time. Change as life-cycle change happens as unplanned change with predefined phases or stages. However, some point to the possibility of planned change. Others expect that plans will not be implemented (completely) due to changed circumstances. Furthermore, the theme “Planning and Change” takes the form of change of planning and plans. Research on spatial planning and spatial development has paid only limited attention to these complex relationships between planning and change. Based on research on change, especially in the USA and England, which forms part of strategy research, the thesis wants to make a contribution to further develop planning research, especially with regard to themes of strategic spatial planning. Planning researchers and practitioners that are interested in planning theory form the audience of this thesis. The thesis focuses on the theoretical challenge of researching planning and change. It is based on empirical studies of the author with regard to strategy development of local government and local administration and an analysis of the existing theoretical and empirical literature regarding strategic spatial planning. The thesis seeks to influence subsequent empirical work. Through this, the thesis contributes to the ongoing debate about how to use strategy research for strategic spatial planning (e.g., Healey). However, the thesis goes one step further through considering selected theoretical, methodological and empirical contributions of strategy research (e. g., Van de Ven & Poole, Burgelman, Tushman & Romanelli).

Die Verdunstung ist die Klimaanlage der Erde. Sie verbindet den globalen Wasserkreislauf mit dem Energiekreislauf. Die Komponenten des Wasser- und Energiekreislaufs stehen für jeden Standort in einem dynamischen Gleichgewicht. Mit der Ausführung von Bauvorhaben wird in das Gleichgewicht eingegriffen. Entscheidend für die Beurteilung der Folgen für die Umwelt sind die langfristigen Auswirkungen. Diese können durch den Vergleich langjähriger mittlerer Jahresbilanzen vor und nach der Bebauung aufgezeigt werden. Bei der Genehmigung neuer Baugebiete müssen diese Auswirkungen ein Entscheidungskriterium werden, wenn der Eingriff in den Naturhaushalt so gering wie möglich gehalten werden soll. Nur die Betrachtung von einzelnen Starkregenereignissen ist nicht ausreichen. Von der Versiegelung der Oberflächen ist die Verdunstung in der Jahresbilanz stärker als die anderen Komponenten des Wasserkreislaufs betroffen. Trotzdem werden bisher bei der Planung neuer Baugebiete hauptsächlich der Oberflächenabfluss und in zunehmendem Maße die Versickerung untersucht. Die Reduzierung der Verdunstung wird zumeist vernachlässigt. Ursache für diese Reduzierung ist die fehlende Zwischenspeicherung des Wassers. Das wirkt sich direkt auf den Energiekreislauf aus, da die nicht für den Verdunstungsprozess benötigte Energie in den bodennahen Schichten bleibt. Im ersten Teil werden die Einflussfaktoren auf die Verdunstung erläutert und ein Überblick über die Berechnungsmethoden gegeben. Im zweiten Teil werden die Oberflächen unbebauter und bebauter Gebiete systematisiert und in Landnutzungsarten unterteilt. Für diese werden die hydrologischen und energetischen Eigenschaften und deren Auswirkungen auf den Wasser- und Energiehaushalt erläutert und die mittleren Jahresbilanzen berechnet. Die tatsächliche Verdunstung wird auf der Basis der Gras-Referenzverdunstung und der Landnutzungsart ermittelt. Ausgangswerte sind langjährige meteorologische Jahresmittelwerte. Die Verdunstung von Wasserflächen wird mit dem Temperaturgleichgewichtsverfahren berechnet. Mit den vorgestellten Verfahren können Einzugsgebiete von Bebauungsplangröße untersucht werden. Es werden Lösungen zur Beibehaltung eines möglichst hohen Verdunstungsanteils in bebauten Gebieten vorgeschlagen. Ansatzpunkt ist dabei stets die Zwi-schenspeicherung des Regenwassers. Am wirkungsvollsten sind dabei Dachbegrünungen, Wasserflächen und Bäume. Das Verfahren wird an zwei Beispielen angewandt - die Erschließung eines Industriegebietes auf einer vorher land- und forstwirtschaftlich genutzten Fläche in Treuen im Vogtland und der Neubau einer Untergrundstation im Zentrum der schwedischen Großstadt Malmö. / Evapotranspiration could be called the air-conditioner of the earth. It is connecting the water and the energy cycle. The components of the water and energy cycle are related to each other in a dynamic system. Urban development is interfering with this system. Changes of the water and energy balance resulting from construction can be calculated on the basis of long-standing annual average balances and compared with the balance in the catchment area before construction. Before granting building permission, the impacts on the water and energy balance should be evaluated in order to minimize interference with nature. Causing long-term impacts must be considered beforehand in planning. Coping only with design storm events does not suffice. Evaporation is more intensely affected by the paving of streets and squares and by constructing buildings then the other components of the water cycle. However, up to now, in the process of design and planning permission of new development areas, the focus is on runoff and, increasingly, on infiltration of rainwater. The large reduction of evaporation is mostly neglected. The reason for the reduction is the lack of buffer storage for water. Thus directly affects the energy cycle. Energy which is not used for evaporation remains in the near-ground layers. In the first part, the factors influencing evaporation are explained and an overview over the methods of calculation is given. In the second part all surfaces of urban and natural areas are systematized and subdivided into types of land use. The hydrological and energy properties as well as their effects on the water and energy balance are elucidated for this types of land use and their average annual balances are calculated. Solutions are presented for retaining in urban areas an evaporation rate as high as possible. Starting point hereby is always the buffer storage of rainwater. Most effective measures are the installation of rooftop greening, open water surfaces and trees. The calculations are performed on the basis of the FAO reference evaporation and the types of land use. Starting values are long-stand average annual meteorologic values. The evaporation of water surfaces is calculated with the temperature balance model. The method is applied to two examples showing the impacts of land use change on water and energy balance: the development of agricultural and forest land in Saxony into an industrial development site, and the impact of the construction of an underground station in the centre of the City Malmö, Sweden.

Die Landschaft im barocken Böhmen war keine „wilde Natur“, sondern wurde bereits ab der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts maßgeblich kultiviert. Die repräsentativen Gärten prägten eine Vielzahl von Einflüssen; unter anderem durch die unterschiedliche Herkunft der neuen Besitzer und deren Beziehung zu Wien. Im Gegensatz zu einer anspruchsvollen Landschaftsgestaltung, wurde eher das bestehende Relief genutzt, dramatisiert durch Skulpturen und architektonische Elemente. Die Hauptachsen waren auf entfernte Landmarken ausgerichtet, so dass die eingefassten Gärten zu einem Teil der böhmischen Barocklandschaft wurden. / The Bohemian Baroque landscape was neither ‘natural’ nor ‘wild’. Already by the second half of the 17th century such landscapes were essentially artificial. The design of these impressive gardens was influenced by many factors, such as the different origins of their new owners and their relationship to Vienna. Rather than creating an elaborate landscape design, the existing contours of the land were used and enhanced with sculptures and architectural features. Major axes were aligned with distant landmarks, thereby incorporating the enclosed gardens into the Bohemian Baroque landscape.

Die barocken Gartenanlagen Kassels sind schon vielfach besprochen worden, wobei Karlsberg und Karlsaue kaum gemeinsam betrachtet wurden. Komplizierte Bauentwicklungen sowie die komplexe Biografie des Landgrafen Carl haben zu verschiedensten Interpretationen geführt. Der Aufsatz versucht, eine über Jahrzehnte seitens des Landgrafen kontinuierlich entwickelte Ikonografie aufzuzeigen, die mythologisch als Spiegel seiner Person aufzufassen ist. Eine historische Verdichtung, wie sie zu Beginn des 18. Jahrhunderts in Kassel vorgenommen wurde, ist für einen Reichsfürsten von seinem Stand ungewöhnlich. Sie stellt eben nicht ein übliches allegorisches Programm, sondern die Macht eines erstarkenden Hauses Hessen-Kassel dar. / There has already been much discussion about the Baroque gardens of Kassel, although Karlsberg and Karlsaue have rarely being considered together. Complex developments in construction, as well as the complicated biography of Landgrave Carl (Charles I 1654 – 1730, Landgrave of Hessen-Kassel 1670 – 1730), have led to a variety of interpretations. On behalf of Carl, the article attempts to present an iconography which has developed continuously over centuries, and which reflects the personality of the landgrave. An intense programme of construction, such as that which took place in Kassel at the start of the 18th century, is unusual for an imperial prince of Carl’s standing. The article will show that this was not a conventional allegorical programme, but rather an expression of the growing power of the House of Hessen-Kassel.

Darstellungen von Schlössern inmitten von Gärten und deren näheren und weiteren Umgebung waren ein fester Bestandteil von Familienbildergalerien. In Böhmen und Mähren haben sich solche Bilder in größerem Umfang in den Sammlungen von Adelssitzen seit dem 17. und vor allem seit dem 18. Jahrhundert erhalten. Dazu kamen Ansichten von berühmten Gärten Europas, zum Beispiel Versailles. In dem Aufsatz werden neun Veduten beschrieben, die Barockgärten in ihrer historischen Gestalt zeigen, darunter Nové Dvory, Kuks und Duchcov. / Images of palaces set in their surrounding parks and gardens were a favourite feature of family picture galleries. Many such pictures from the 17th, and more particularly the 18th century, along with views of other famous European gardens such as Versailles, have survived in the art collections of aristocratic residences in Bohemia and Moravia . The article describes nine vedutas, which show Baroque gardens in their historical form, including Nové Dvory, Kuks and Duchcov.

Der Rosengarten des Schlosses Děčín wurde zum großen Teil in den Jahren von 1677/78 angelegt. Bemerkenswert waren seine zahlreichen Wasserspiele und die herausragende Architektur der Gloriette. Der Name des Architekten ist unbekannt. Das ikonografische Programm erinnert stark an den Mirabellengarten in Salzburg. Die beiden Anlagen sind durch die Person des Grafen Maximilian von Thun und Hohenstein verbunden. Der Barockgarten wurde während der Napoleonischen Kriege zerstört. Erst in den 1880er Jahren entstand hier das berühmte Rosarium. Der heutige Garten stammt aus den 1950er Jahren. / The Rose Garden at Děčín Castle was for the most part laid out in the years 1677-78. Particularly noteworthy are the numerous water features and the outstanding architecture of the Gloriette. The name of the architect is unknown. The iconography is strongly reminiscent of the Mirabell Garden in Salzburg. Both sites are connected through their association with Count Maximilian von Thun and Hohenstein. The Baroque garden was destroyed during the Napoleonic Wars. The famous Rosarium was not built until the 1880s, and the garden as we see it today dates from the 1950s.

Das Wechselspiel Boden-Pflanze und die damit verbundenen Wassergehaltsänderungen im Boden bestimmen die Funktionalität einer Wasserhaushaltsschicht. Untersuchungen an der Lysimeterstation Bautzen/Nadelwitz machen deutlich, dass vielfältige Faktoren (z. B. nFK, Durchwurzelungstiefe) die Mächtigkeit einer Wasserhaushaltsschicht bestimmen. Der Bodeneinbau mit einem Verdichtungsgrad von 90% - 92% Proctordichte gewährleistet ein setzungsstabiles Korngerüst unter Gewährleistung der geforderten nFK und LK. Durch die Erweiterung des Feinbodenartendreiecks mit den Ebenen „Durchwurzelung“, „nutzbare Feldkapazität“ und „Standsicherheit“ wird eine fachübergreifende Eignungsbeurteilung von Böden ermöglicht. Die wasserhaushaltspezifische Anwendung des Dreiecks der Phasenzusammensetzung nach RUDERT erlaubt die Ausweisung von Schwankungsbreiten bzgl. der Einbaukenngrößen, ohne Abweichungen von den geforderten bodenphysikalischen Anforderungen an eine Wasserhaushaltsschicht hinnehmen zu müssen.

Das Thema „Grüne Stadt“ erlebt derzeit eine Renaissance und erfuhr zuletzt im 2015 veröffentlichten Grünbuch des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) eine umfassende Würdigung. Gegenstand dieser weitreichenden Befassungen sind auch Überlegungen zur quantitativen und qualitativen Angebotsentwicklung im Bereich der Erholungsvorsorge. Diesbezüglich vorhandene Rahmensetzungen sind über 40 Jahre alt und bedürfen nicht zuletzt vor dem Hintergrund veränderter Rahmenbedingungen der Aktualisierung und empirischen Überprüfung, v. a. im Hinblick auf die vermutlich recht unterschiedlichen quantitativen und qualitativen Anforderungen unterschiedlicher Bevölkerungsgruppen an die Gestaltung erholungsrelevanter Flächen sowie ihre Erreichbarkeit. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, auf Basis umfassender empirischer Erhebungen belastbare Daten zu alters- und nutzergruppenspezifischen Einzugsgebieten von Parkanlagen sowie zu alters- und nutzergruppenabhängigen Erholungsmustern zu erlangen und im Hinblick auf identifizierte Einflussfaktoren zu interpretieren. Im Fokus steht also, ergänzt durch eine Erweiterung vorhandener Flächendaten um v. a. qualitative Aspekte, die systematische Erfassung und Inter-pretation von Nutzungsmustern ausgewählter öffentlicher Parkanlagen im Stadtgebiet von Dresden, mithin keine wissenschafts-theoretische Auseinandersetzung mit den soziologischen Aspekten der Freiraumnutzung, sondern eine hypothesengeleitete empirische Studie. Das dafür gewählte Vorgehen entspricht dem Ablauf einer sozialwissenschaftlichen Forschung. Abgeleitet aus dem beschriebenen Erkenntnisinteresse wurden zunächst forschungsleitende Fragen und neun Hypothesen formuliert, die aus bestehenden Wissenskontexten heraus Annahmen über den Zusammenhang zwischen mindestens zwei Merkmalen (siehe Kasten) treffen und einer empirischen Überprüfung unterzogen werden sollen. Die Vorbereitung der Datenerhebung beinhaltete die Ermittlung und Systematisierung von Dresdner Parkanlagen zur Auswahl geeigneter Erhebungsflächen nach festgelegten Auswahl- bzw. Ausschlusskriterien sowie die Entwicklung eines auf das Erkenntnisinteresse abgestellten Untersuchungsdesigns inklusiver benötigter Erhebungsinstrumente; in diesem Zuge auch die Entscheidung für anzuwendende Erhebungsformen, Untersuchungsräume und -zeitpunkte und über die Auswahl der Erhebungseinheiten, das sogenannte Stichprobendesign. Letztlich ausgewählt wurden 15 hypothesenrelevante Parkanlagen. Die Datenerhebung erfolgte mittels Beobachtungen und Befragungen. In ihrer konkreten Ausgestaltung entsprachen die durchgeführten Zählungen auf den Referenzflächen nichtteilnehmenden, direkten und offenen Feldbeobachtungen in standardisierter Form, d. h. sie wurden mittels vorbereiteter Beobachtungsschemata durchgeführt. Diese finden Ausdruck im konzipierten und vorab getesteten Zählbogen sowie formulierten Beobachtungsregeln. Pro Anlage wurde jeweils im Umfang von neun Stunden gezählt, davon zwei mal drei Stunden an Wochentagen und drei Stunden am Wochenende bzw. an Feiertagen in jeweils drei Zeitfenstern. Befragungen fanden sowohl postalisch als auch persönlich-mündlich statt. Zur vollständigen und inhaltlich angemessenen Operationalisierung aller Hypothesen bzw. Variablen des zugrundeliegenden theoretischen Konzepts wurde ein standardisierter Fragebogen entwickelt, mehrfach getestet und entsprechend der Befragungsform modifiziert. Im Zuge der schriftlichen Befragung wurden jeweils 400, insgesamt also 6.000 Fragebögen nach einer stadtstrukturell orientierten Verteilungsmatrix in ausgewählten Wohngebäuden im Umfeld der Referenzflächen (3km-Zone) verteilt. Dabei fanden die prozentualen Anteile der neun, aus der Erweiterten Blockkarte Dresden identifizierten Stadtstrukturtypen an der Gesamtwohnbebauung, typspezifische Dichtefaktoren der relativen Einwohnerdichte sowie die zonale Gliederung der 15 Untersuchungsräume (Nah-, Mittel- und Fernzone) Berücksichtigung. Obwohl zur Falsifikation von Hypothesen aufwendige Stichprobenverfahren (Quoten- oder Zufallsstichproben) nicht erforderlich, sondern sogenannte willkürliche Auswahlen legitim sind, orientierte sich die Festlegung der Stichprobengröße an einer Formel zur Ermittlung erforderlicher Stichprobenumfänge bei sogenannten Zufallsstichproben in Abhängigkeit von der Größe der Grundgesamtheit und bestimmten Anforderungen an Stichprobenfehler und Irrtums-wahrscheinlichkeit. Neben der durchschnittlichen Einwohnerzahl der Untersuchungsräume bestimmte die Erwartung einer Rücklaufquote im Bereich von 10 % die Entscheidung zum Erhebungsumfang mit. Ergänzend wurden 150 Interviews, je 10 auf jeder Referenzfläche, computergestützt durchgeführt. Umgesetzt wurde diese Befragung durch eine speziell konzipierte und programmierte Web-Applikation, die aus technischen und datenschutzrechtlichen Gründen nicht online, sondern über die Apache-Webserver-Distribution XAMPP realisiert wurde. So war es möglich, die Webanwendungen auf einem lokalen Server mit PHP und MySQL-Datenbank auszuführen. Die Erstellung der Datensätze nach festgelegten Erfassungsregeln und unter Anwendung implementierter Validierungsmechanismen erfolgte unmittelbar in einer angegliederten Datenbank, die in abgewandelter Form letztlich auch zur Erfassung der 632 auswertbaren Rückläufer aus der Briefbefragung Anwendung fand. Die Ausschöpfungsquote der postalischen Befragung betrug 10,61 %, wobei die referenzflächenbezogene Spanne zwischen 13,3 % und 7,83 % lag. Im Falle der Zählung, bei der insgesamt 13.736 Personen erfasst wurden, waren die analogen Ergebnisse in Excel-Dokumente zu übertragen. Mit der Prüfung gebildeter Teilmengen auf Konsistenz schloss die Erstellung dieser Datenfiles ab. Die Durchführung und Dokumentation von Befragung und Beobachtung wurde begleitet von der Recherche und Aufbereitung der für die ausgewählten Parkanlagen vorhandenen Daten, deren Ergänzung nach festgelegten und systematisierten Kriterien durch eigene Gis-gestützte Erhebungen sowie Vor-Ort-Begehungen. Analysiert wurden außerdem die 15 Untersuchungsräume im Hinblick auf Bebauung, freiraumgebundene Erholungsangebote, Erschließung der Parkanlagen sowie die Altersstruktur der Anwohner. Zusammengeführt, systematisiert, ausgewertet und interpretiert wurden die erhobenen Daten unter Verwendung von Microsoft Excel und der Statistiksoftware IBM SPSS Statistics ausschließlich mittels Verfahren der deskriptiven Statistik und den dort verfügbaren Zusammenhangsmaßen. Hierbei standen insbesondere die Identifikation von Faktoren, die das Nutzerverhalten beeinflussen und die jeweilige Intensität dieser Einflussnahme im Fokus. Über eine reine Beschreibung von Nutzungsmustern (d. h. u. a. Häufigkeit des Grünflächenbesuchs, Aufenthaltsdauer, ausgeübte Aktivität usw.) unterschiedlicher Nutzergruppen hinaus, wurden am Ende der Ausarbeitung die sich aus den empirischen Resultaten ergebenden Ursachen und Zusammenhänge dargelegt und die in den Hypothesen eingeschriebenen Vermutungen vor diesem Hintergrund diskutiert. Aus der Zusammenschau der Ergebnisse von Beobachtung und Befragungen wurde geschlussfolgert, ob die Hypothesen für die hier abgebildeten Stichproben und unter den Rahmensetzungen des gewählten Untersuchungsdesigns Gültigkeit besitzen. Fünf Hypothesen (II, IV, V, VIII, IX) gelten demnach als gut bestätigt, wobei diese Beurteilung in drei Fällen (IV, V, VIII) durch Vorschläge zur Schärfung der Formulierungen ergänzt wurde. Eine weitere Hypothese (I) konnte insgesamt ebenfalls gut bestätigt werden, bedarf aber in einem Punkt weiterer Überprüfungen. Drei der neun Hypothesen sind nur in Teilen als gut bestätigt einzuschätzen. In einem Fall (H III) ist ein Gesichtspunkt nur ausreichend belegt und modifizierungsbedürftig. Teilaspekte von Hypothese VI und VII sind als ausreichend bzw. möglicher weise widerlegt zu betrachten. Letztlich tragen die Ergebnisse der vorgenommenen Hypothesentests im Abgleich mit ähnlichen Studien dazu bei, bestimmte Erklärungsversuche von Nutzungsmustern öffentlicher Parkanlagen zu erhärten.

Land-cover and land-use change are highly dynamic and contribute to changes in the water balance. The most common changes are urbanisation, deforestation and desertification. This dissertation deals with the topic of projecting land cover (LC) into the near future with the help of the scenario technique. The aim of the thesis is the projection of the urban and rural land-cover change (LCC) till 2025. Two research questions are addressed in this work: (1) Which integrated concept can be developed to combine different methods to project urban and rural LCC into the future based on past LCC? (2) Is it possible to implement the developed concept and does the implementation deliver plausible results? To answer the research questions, a 4-step concept is adopted which serves as workflow for projecting the LCC: (i) the definition of the scenario context, and with that the definition of the study area, (ii) the identification of spatial and dynamic drivers for LCC, consisting of spatial drivers that are location-dependent, such as slope or soil type, and dynamic drivers of LCC, such as demographic and economic development, (iii) scenario formulation and projection of identified drivers, and (iv) scenario-based projections of future LCC, which means its quantitative and spatial modification (demand and allocation). For implementation and testing, the Upper Western Bug River catchment in Ukraine serves as the study site. The extent of the study area reaches from the source of the Western Bug to the Dobrotvir gauging station and is thus entirely located in Ukraine. This presents the first step of the developed concept of the projection of LCC. The existing geo-database for implementation is scarce. LC data is available for the territory of the EU (e.g. CORINE Land Cover) but not for Ukraine. Therefore, the implementation of the second step had to focus on the derivation of LC data for three-time steps to get the basis for the LCC. A classification of satellite scenes of Landsat and SPOT are done for the time steps 1989, 2000, and 2010. The two decades show a huge development of LCC. The increase of ‘artificial surface’ and unmanaged ‘grassland’ is visible with the decrease of ‘arable land’ and ‘forests’. An extended statistical analysis considering the systematic LCC reveals stable transition pathways, which in turn are the basis of the projection of future land cover. This refers to the second step of the concept: change detection. One transition pathway is that ‘arable land’ is not used and converted in settlement areas, but rather changes into ‘grassland’. With the derived LC and the analysed LCC as a basis of the work, the search for spatial and dynamic drivers start at the third time step. A list of dynamic drivers is first compiled, via literature research, and then tested for effect on LCC with statistical analyses. The dynamic driving forces are the ‘Gross Domestic Product’ (GDP) and ‘population development’. Spatial driving forces are laws/planning practices, fertility, slope, distance to the city Lviv, settlements, roads, or rivers. As a result, population development has an effect on the change in the LC class to 'artificial surface' from 'grassland' and 'arable land' from ‘grassland'. The implementation of the third step is done with the help of four storylines where the overall development of the dynamic drivers are included towards 2025. With that it is possible to project them into the future. The fourth step includes the calculation of the demand for each LC class with the projected dynamic drivers. The areas that have a high probability to change into another LC class are determined in suitability maps (allocation) which are derived by translating the transition pathways into GIS algorithms including the spatial driving forces. The class of 'artificial surface' changes the most under scenario A until 2025 and less under scenario D — the sustainable scenario. The LC class 'arable land' decreases in scenario A and B, but has the strongest development in scenario D. The LC class of unmanaged ‘grassland’ is quite stable under scenario A and B, but decreases in C and D. The results of systematic changes in ‘arable land’ that changes into ‘grassland’ are different compared to developments in other countries like Germany. The protection and conservation of arable land is not seen as strongly in other Eastern European countries as it is in the Upper Western Bug River catchment. In turn, the identified spatial and dynamic drivers fit other studies in Eastern Europe. The applied concept of projecting LCC with these steps are highly flexible for implementation in other study sites. However, the volume of work can differ within the steps because of the available databases. In Ukraine the available LCC data was not detailed enough to carry out a future projection. So, a main part of the work is dedicated to the derivation of past LC for different time steps. The involvement of regional experts helped to gain detailed knowledge of processes of LCC. The advantage of the presented concept with the mixture of quantitative (e.g. satellite analyses, statistical analyses) and qualitative methods can overcome methodological knowledge gaps. In addition, the retrospective analyses, as starting points, for the projection of future LCC carves out the site-specific allocation of change.:Acknowledgements..............................................................................................................................III Abstract..................................................................................................................................................IV Zusammenfassung..............................................................................................................................VII Contents..................................................................................................................................................X Abbreviations......................................................................................................................................XIV 1.Introduction.................................................................................................................................1 1.1Background................................................................................................................................1 1.2Objectives and Research Questions.......................................................................................3 1.3Structure....................................................................................................................................3 2.Basics of the Work......................................................................................................................5 2.1Land Cover, Land Use and Land-cover Change....................................................................5 2.2Projection of Land-Cover Change...........................................................................................6 2.3Drivers of Land-Cover and Land-Use Change.....................................................................10 2.4Basics of Scenario Methods..................................................................................................12 3.Conceptual Framework............................................................................................................15 3.1Step1: Definition of the Scenario Context...........................................................................17 3.2Step 2: Identification of Spatial and Dynamic Drivers of Land-Cover Change...............18 3.3Step 3: Scenario Formulation and Projection of Identified Drivers.................................18 3.4Step 4: Scenario-based Projections of Future Land-Cover Change.................................19 4.Implementation and Testing of the Framework..................................................................20 4.1Step 1: Definition of the Scenario Context..........................................................................20 4.2Step 2: Identification of Spatial and Dynamic Drivers for Land-Cover Change..............24 4.3Step 3: Scenario Formulation and Projection of Drivers...................................................28 4.4Step 4: Scenario-based Projections of future Land-Cover Change..................................32 5.Discussion..................................................................................................................................36 5.1Discussion of the Methods....................................................................................................36 5.2Discussion of the Empirical Results.....................................................................................42 6.Conclusions and Outlook........................................................................................................47 7.Reference List............................................................................................................................49 8.Appendix....................................................................................................................................58 8.1Position and Affiliation of the Interviewed Experts...........................................................59 8.2Suitability Maps.......................................................................................................................60 8.3Research Articles.....................................................................................................................66 8.3.1Research Article 1: Retrospective Analysis of Systematic Land-Cover Change in the......... Upper Western Bug River catchment, Ukraine.....................................................................67 8.3.2Research article 2: Cross-Sectoral Projections of Future Land-Cover Change for the........ Upper Western Bug River catchment, Ukraine.....................................................................80

Im Jahr 2017 konsumierten knapp 2 Milliarden Menschen fäkalkontaminiertes Wasser. Das führte zu fast 500.000 Todesfällen. Gleichzeitig werden Trinkwasserressourcen ausgebeutet und schon heute sind 4 Milliarden Menschen von Wasserknappheit betroffen. In ländlichen Entwicklungsregionen stellt, aus technischer Sicht, die Desinfektion des Wassers eine der größten Herausforderungen für die Sicherstellung einer angemessenen Trinkwasserversorgung dar. In dieser Dissertation wird die technische sowie wirtschaftliche Machbarkeit einer solar betriebenen Anlage zur Chlorproduktion mittels Inlineelektrolyse (ECl2) als Alternative zur Lieferung und Dosierung von Chlorreagenzien analysiert und bewertet. Während der ECl2 wird das gesamte aufzubereitende Wasser durch eine Elektrolysezelle geleitet und das Chlor aus dem natürlichen Chloridgehalt des Wassers „inline“ gebildet. Unter opti-malen Betriebsbedingungen kann Trinkwasser aber auch aufbereitetes Abwasser ohne Zugabe durch Chemikalien desinfiziert werden. Damit würde die Lieferung von Chlorlösung dauerhaft entfallen. Zusätzlich wurde bewertet, inwiefern die Entfernung von Eisen und Arsen durch die ECl2 sowie der Abbau von organischen Spurenstoffen durch zusätzliche Kombination mit UV-Bestrahlung zur Radikalbildung verbessert werden kann. Alle vorgestellten Feldtests wurden in Langzeitstudien unter Realbedingungen in zukünftigen Anwendungsgebieten durchgeführt. Dadurch konnten mögliche Probleme im Be-trieb der Anlagen frühzeitig erkannt und Lösungsvorschläge erarbeitet werden. Die Erfahrungen aus dem Betrieb der ECl2-Systeme stellen dabei den größten Nutzen dieser Arbeit dar. Mit den Feldversuchen konnte gezeigt werden, dass Wasser durch die Anwendung von ECl2 sicher desinfiziert und gleichzeitig ausreichend vor Wiederverkeimung geschützt werden kann. Insbesondere die Kombination mit naturnahen Verfahren zur Vorbehandlung des zu desinfizierenden Wassers hat sich als sehr vorteilhaft für die langfristig sichere Anwendung des Verfahrens herausgestellt. Für den in Uttarakhand, Indien, durch-geführten Feldtest konnte die ECl2 zusammen mit der Uferfiltration eine Logstufenreduktion von > 5.0 für Gesamtcoliforme und 3.5 für E. coli erreichen. Durch die Kombination mit einer vertikal durchströmten Pflanzenkläranlage (VFCW) konnte die Desinfektion von behandeltem Abwasser mittels Chlor erheblich vereinfacht werden. Die Pflanzenkläranlage reduzierte die Ammoniumkonzentration, den CSB sowie die Trübung und damit auch die Chlorzehrung des Wassers. Darüber hinaus wurden durch die VFCW Konzentrationsschwankungen im Zulauf erheblich vergleichmäßigt. Es wurden Logstufenreduktionen für Gesamtcoliforme von 5.1 und >4.0 für E. coli erzielt. Durch diese Verfahrenskombination werden auch Anwendungen zur Wiederverwendung von Abwasser möglich, die über die Bewässerung hinausgehen und damit wertvolle Frischwasserressourcen geschont. Durch die Behandlung von arsenkontaminiertem Grundwasser konnten mit der hier vor-geschlagenen Kombination von ECl2 und anschließender gemeinsamer Ausfällung und Filtration Entfernungsraten für Arsen von 94 % und Eisen von > 99 % erreicht werden. Da der WHO-Grenzwert für Arsen (10 µg/L) im hier durchgeführten Feldversuch mit 10 ± 4 µg/L dauerhaft nicht sicher eingehalten werden konnte, wurden weitere Optimierungsschritte identifiziert. Die Entfernungsrate für Benzotriazol von 5 % durch ECl2 allein konnte in Kombination mit UV-Lampen auf 89 % erhöht werden. Ähnliche Ergebnisse wurden für andere aus-gewählte organische Spurenstoffe erzielt. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um den Abbauprozess im Detail zu verstehen und eine mögliche Zunahme der Toxizität durch die Bildung von Transformationsprodukten sowie Desinfektionsnebenprodukten zu bewerten. Die Feldversuche haben gezeigt, dass ECl2 als innovative Behandlungstechnologie in der Lage ist, Trinkwasser und behandeltes Abwasser sicher zu desinfizieren. Darüber kann mittels ECl2 u.a. die Entfernung von Arsen aus verunreinigten Rohwässern als auch der Abbau von Spurenstoffen verbessert werden. Bei härterem Rohwasser steht die rasche Verkalkung der Kathoden jedoch einem wartungsarmen Betrieb der Anlagen, trotz Polumkehr, entgegen. Die Versuche haben ge-zeigt, dass ECl2-Systeme mit den hier verwendeten Elektrolysezellen, nur in Wässern mit einem Gesamthärtewert <200 mg/L CaCO3 zuverlässig arbeiten. Da Rohwässer häufig Konzentrationen >200 mg/L aufweisen, ist der Anwendungsbereich der ECl2 begrenzt und erfordert alternative Chlorierungstechnologien zur ursprünglich geplanten Inline-Elektrolyse. Bereits während Versuchen zur Abwasserdesinfektion in Spanien wurde daher das Pilotsystem technisch dahingehend angepasst, dass nur noch ein Teilstrom von 4 bis 23 % des zu behandelten Wasservolumens durch die Elektrode floss. Dadurch konnte die Bildung von Ablagerungen vollständig verhindert und ein zuverlässiger, nahezu wartungsfreier Betrieb sichergestellt werden. Je nach dem Chlorbedarf und der natürlichen Chloridkonzentration des Wassers erfordert diese Betriebsweise in der Regel jedoch die Zugabe von Chlorid. In Anbetracht der hier ermittelten erhöhten Prozessstabilität und dem erheblich reduzierten Energieverbrauch erscheint diese Zugabe vertretbar. Laborstudien haben auch gezeigt, dass die Bildung anorganischer Desinfektionsnebenprodukte bei den „onsite chlorine generation“ (OCG) Systemen kein Problem darstellt. Um die wirtschaftliche Machbarkeit der hier getesteten Trinkwasseraufbereitungssysteme unter Realbedingungen zu bewerten, wurden der Betrieb eines in Ägypten eingesetzten ECl2-Aufbereitungssystems und zweier in Tansania und Nepal eingesetzter OCG-Einheiten analysiert. Die Studie zeigt, dass die Betriebs- und Wartungskosten solcher Einheiten dauerhaft gedeckt werden können. Für den Aufbau der Infrastruktur sind jedoch Investitionen durch entsprechende Förderprogramme erforderlich. Die hier angewandten Verfahren zur Wasseraufbereitung können eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Trinkwasserversorgung insbesondere in ländlichen Entwicklungsregionen und der Wiederverwendung von aufbereiteten Abwässern spielen. / In 2017 nearly 2 billion people consumed water that was contaminated with feces, causing almost 500.000 diarrheal deaths. At the same time freshwater resources are depleted and water scarcity is already affecting 4 billion people worldwide. From a technical perspective the continuous supply of chemicals needed to ensure sufficient disinfection remains a major challenge in rural water treatment, and existing technical solutions to adequately disinfect water have failed in the past. This dissertation work evaluates the technical and economic feasibility of solar-driven inline electrolytic production of chlorine (ECl2), as an alternative to external chlorine supply. During ECl2 disinfection the water passes through the cell and chlorine is produced “inline” from the natural chloride content of the water. Under optimal conditions, no chemicals are required to safely disinfect drinking water and treated wastewater. Fur-thermore, the ability of ECl2 to enhance the removal of iron and arsenic from contaminated groundwater and to degrade Trace Organic Compounds (TOrC) when combined with UV were analyzed. All relevant tests have been conducted in long-term field studies in future deployment areas. This enabled the evaluation of potential operational challenges of such systems under real-world conditions. The experiences gathered from these field trials represent the major benefit of this dissertation work. The trials have shown that with ECl2 water can be safely disinfected and supplied with an adequate amount of residual disinfectant. Here, the combination with natural pre-treatment systems has proven to be beneficial. For the drinking water trial conducted in Uttarakhand, India, the ECl2 system received bank filtrate and achieved overall log re-moval rates of >5.0 for total coliforms and >3.5 for E. coli. For the disinfection of treated wastewater, the combination with a vertical flow constructed wetland (VFCW) has largely simplified the disinfection with chlorine by equalizing wastewater (WW) inlet quality fluctuations, removing ammonium, COD, and turbidity. This has also substantially reduced the chlorine demand of the water, and pathogen indicator-free conditions were achieved with log unit removals of 5.1 and ≥ 4.0 for total coliforms and E. coli, respectively. Wastewater reuse applications that go beyond irrigation become permissible through this approach and the use of limited freshwater resources can be substituted. Removal rates for arsenic and iron of 94 % and >99 % respectively were able to be achieved by treating contaminated groundwater with the combination of ECl2 and subsequent co-precipitation and filtration proposed here. Despite effluent concentrations up to 10 ± 4 µg/L for arsenic, strict WHO guideline values could not be met. Here further optimization requirements were identified. The removal rate for benzotriazole of 5% through ECl2 alone could be increased to 89 % when combined with UV lamps. Similar results were achieved for other selected TOrCs. Still, more advanced studies are required to understand the degradation process in detail, and to evaluate a potential increase in toxicity through the formation of transformation products. The field trials have shown that ECl2 as an innovative treatment technology is capable of safely disinfecting drinking water and treated wastewater. Its application also enhances the treatment of other contaminants evaluated. However, cathode scaling has been iden-tified as the most critical technical issue - despite the use of polarity inversion. ECl2 systems could only operate reliably in waters with total hardness value < 200 mg/L CaCO3. As such concentrations are rare, the fields of application of ECl2 are limited. This required other chlorination technologies as alternatives to the originally planned inline electrolysis. An initial derivative of an ECl2 system was also applied during a wastewater disinfection trial in Spain. In this setting the portion of water passing by the electrodes and therefore the quantities of scaling agents were reduced to between 4 and 23 % of the total water volume treated. With this approach, deposit formation was completely prevented and reliable, nearly maintenance-free operation was ensured. However, such onsite chlorine generation (OCG) units commonly require the addition of chloride. From the author’s perspective and the experience collected during the field trials, the addition of NaCl is justifiable considering the increased reliability of system operation. OCG offers further advantages regarding process stability and energy demand. Lab studies have also shown that the formation of inorganic disinfection byproducts has not been an issue with OCG systems. To evaluate the economic feasibility of the drinking water treatment systems tested in real-world scenarios, an ECl2 treatment system operating in Egypt and two OCG units operating in Tanzania and Nepal were analyzed. The study shows that long-term operation and maintenance costs of such units can be covered. However, seed investment is required for the construction of the initial infrastructure. Once those costs are covered, the treatment approaches presented here can sustainably play an important role in reducing the number of people consuming contaminated water, especially in rural developing regions.