Das Projekt RainDrop entwickelt ein hydrodynamisches Planungstool, mit dem blau-grüne Infrastrukturen über reale klimatische Langzeitreihen dimensioniert werden. Um eine kostenoptimierte Auslegung eines Mulden-Rigolen-Elements je zulässiger Überlaufhäufigkeit mit dem Planungstool bestimmen zu können wurde wird ein deterministischer Bisektions-Optimierer vorgestellt (R-Paket kwb.raindrop). Für die Standorte Wien und Bad Aussee (15-jährige Klimareihen 2011-2025) findet der Optimierer mit rund einem Fünftel der Simulationsläufe durchweg günstigere Designs (im Median -6,5 %, bis -16 %) als die beste Rasterzelle in einem Lösungsraum mit äquidistaner Parametervariation, da Muldenfläche, Muldentiefe und Rigolen-Speicherhöhe stufenlos gesucht werden. Ein Suchpfad-Monte-Carlo bestätigt die Robustheit der gefundenen Optima.

Für das Wassermanagement urbaner Gewässersysteme werden schnelle und zugleich ausreichend belastbare Modellansätze benötigt, um beispielsweise Stoffeinträge, Abwasseranteile oder Auswirkungen zukünftiger Randbedingungen bewerten zu können. Am Beispiel Berlins wurde hierfür das Berlin Water Model als vereinfachtes dynamisches Mischungsmodell entwickelt, das für 35 Gewässerabschnitte Durchflüsse, Stoffkonzentrationen sowie Anteile von gereinigtem Abwasser, Regenabfluss und Mischwasserüberläufen in stündlicher oder täglicher Auflösung berechnet. Die Validierung mit Ergebnissen hydrodynamischer Modelle und Messdaten zeigt eine gute Übereinstimmung, auch bei Sonderfällen wie Fließumkehr. Mit dem Modell können Hotspots und Überschreitungshäufigkeiten identifiziert und die Ergebnisse als Karte dargestellt werden. Das Modell eignet sich somit für Substanzmapping und Szenarien-rechnungen zur Unterstützung des Berliner Wassermanagements.

The SmartWater project is developing a digital urban planning tool – the Blue-Green Infrastructure Planner (BGI Planner) – to integrate decentralised stormwater management measures into planning processes at an early stage. The aim is to strengthen the climate resilience of urban areas, mitigate flood risks, reduce urban heat and lessen the pollution of Berlin's waterways. The BGI Planner is based on a modular structure and links geodata, checklists and effect simulations. In two pilot areas in Berlin, the effects of blue-green infrastructure are being analysed using models – in terms of flooding, water pollution, urban climate and water balance. Established modelling tools such as InfoWorks ICM, GERRIS/HYDRAX/QSim, ENVI-met and ABIMO are being used. Initial simulation results confirm the effectiveness of selected measures and form the basis for simplified evaluation models in the tool. In future, the BGI Planner will be used as a digital tool in Berlin's administration to support sustainable and climate-adapted urban development.

SmartWater is a Berlin-wide initiative that integrates blue and green infrastructure measures into urban planning through three digital tools. The tools are being tested in two contrasting districts and comprise of a planning tool, a digital game and a flood information portal. These prototypes demonstrate the potential of blue-green infrastructure to reduce flood risk, mitigate heat stress and enhance urban climate resilience. The development process has been meticulously structured to facilitate a collaborative co-design process involving administrations, utilities, experts and residents. This approach has been instrumental in elucidating the governance needs, data requirements and communication pathways. The findings illustrate the efficacy of coordinated modelling and shared digital infrastructures in facilitating decision-making processes, enhancing public comprehension, and providing a transferable framework for urban areas aspiring to enhance climate adaptation through integrated and pragmatic approaches.

The trophic index is often used to monitor the primary production of lakes. In Brandenburg, Germany, lakes are sampled several times every three years between April and October. The trophic index is then calculated from the values for phosphorus concentration, turbidity and chlorophyll-a content. This is usually only done for lakes that are monitored according to the Water Framework Directive (area > 50 ha). The low temporal resolution in combination with natural annual variations makes trend analysis of trophic levels very difficult and a high proportion of lakes are excluded from this monitoring.
Satellite images can be used to obtain information on chlorophyll-a and turbidity. Phosphorus, as a nutrient for algae, also has an indirect effect on water color. There are already many indices based on the Copernicus Sentinel-2 program, such as the Normalized Difference Chlorophyll Index, which can be used for real-time water monitoring. In addition, annual data are essential for lake management to identify long-term trends. The trophic index is a widely used and easily interpreted indicator in this regard.
The AD4GD project explored i) which bands of the Sentinel-2 images are best suited for estimating trophic state, ii) how the data can be temporally aggregated within a season, and iii) whether one pixel within a lake is sufficient to reliably describe the trophic state of the lake. Especially the latter was necessary to apply the method to small lakes where regular monitoring is not available.
The developed Normalized Difference Trophic Index (NDTI), aggregated over the months of April to October, best represented the trophic index based on measured values. It was developed and validated using 294 lakes in Brandenburg with trophic data between 2018 and 2022 and is defined for a satellite image as
NDTI_image=(B5-B2)/(B5+B2)
Band 5 describes the near infrared reflectance at 705 nm, band 2 the reflectance of blue light at 490 nm. In oligotrophic lakes, band 2 reflectance usually dominates and the index is below zero. The trophic index based on in-situ measurements is best calculated from monthly values. Similarly, NDTIimage is first averaged monthly and then seasonally (April to October in Germany).
The resulting NDTIseason was found to be highly correlated with the in-situ data for the available years (Pearson correlation coefficient between 0.83 and 0.92). Thus, it allows a comparison of the trophic state of lakes in the Brandenburg region. The data are available at an annual resolution, which is three times more frequent than the conventional analysis. This allows a much more reliable trend analysis, which can be used to monitor the success of water quality improvement measures or to identify water quality problems more quickly. Small lakes can be included in the monitoring without much effort.
A first sensitive analysis has shown that the classification of eutrophic water bodies is more reliable than that of oligotrophic water bodies. Further factors influencing the accuracy of the method will be investigated in a subsequent sensitivity analysis.

Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) stellen auf-grund ihrer Persistenz und Toxizität ein wachsendes Risiko für Wasser-ressourcen dar. In einer achtmonatigen Messkampagne wurde Regen-wasserabfluss eines Berliner Industriegebiets auf 26 PFAS und andere Industriechemikalien untersucht. Zusätzlich wurde ein urbaner See beprobt, der ausschließlich durch Regenwasserabfluss und Grundwasser gespeist wird. PFAS-Konzentrationen im Regenwasserabfluss lagen zwischen 5 und 35 ng/L, PFOA und PFHxA waren am häufigsten nachweisbar. Die Konzen-trationen lagen im Bereich vorgeschlagener Umweltqualitätsnormen für Oberflächengewässer mit Maximalwerten deutlich darüber. Im See wurden deutlich höhere Konzentrationen (bis 99 ng/L) gemessen, die vermutlich durch Altlasten des benachbarten Flughafens und nicht primär durch Regenwasserabfluss verursacht werden. Im Vergleich zu Kläranlagenab-läufen waren die gemessenen PFAS-4-Konzentrationen im Regenwasser-abfluss in dieser Studie um den Faktor 3-10 niedriger. Für Gewässer sind Kläranlagenabläufe auch durch die größeren Volumina als Eintragspfad von PFAS wahrscheinlich von größerer Relevanz als Regenwasserabflüsse. Dennoch ist Regenwasserabfluss insbesondere in Schwammstadt-konzepten mit Versickerungssystemen als potentiell relevanter Eintrags-pfad für PFAS zu betrachten. Die Ergebnisse zeigen die Notwendigkeit eines besseren Verständnisses urbaner PFAS-Quellen für ein effektives Wasserschutzmanagement.