Dieses Einzugsgebietsmodell wurde mit Hilfe des Modellierungssystems ArcEGMO erstellt. ArcEGMO ist ein öko-hydrologisches Modellierungssystem zur räumlich und zeitlich hoch aufgelösten, physikalisch fundierten Simulation aller maßgeblichen Prozesse des Gebietswasserhaushaltes und des Abflussregimes. - in unterschiedlichen Maßstabsbereichen vom Einzelstandort (Lysimeter) über Kleinsteinzugsgebiete von wenigen km² bis hin zu großen Flussgebieten (wie z.B. dem Haveleinzugsgebiet), - in unterschiedlichen Regionen vom Tiefland über das Mittel- bis hin zum Hochgebirge und - für unterschiedliche Zielstellungen mit verschiedenen Modellbausteinen.
Berlin, 12.05.2015 Abschlussbericht „Modellierung historischer Nährstoffeinträge und -frachten zur Ableitung von Nährstoffreferenz- und Orientierungswerten für mitteleuropäische Flussgebiete“ Laufzeit des Vorhabens:15.09.2014 – 15.03.2015 Autoren:Mathias Gadegast, Markus Venohr Erstellt im Auftrag des Niedersächsischen Landesbetriebs für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz Bearbeitet durch das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei im Forschungsverbund Berlin e.V. Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei im Forschungsverbund Berlin e.V. Abteilung 1 – Ökohydrologie Fachbereich Stoffeinträge und Stoffumsetzungen Justus-von-Liebig-Straße 7 12489 Berlin Dieser Bericht ist durch den Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz beauftragt worden. Die Verantwortung für den Inhalt liegt allein bei den Autoren. Der Bericht gibt die Auffassung der Autoren wieder und muss nicht mit der Meinung des NLWKN übereinstimmen. Der NLWKN übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit, die Genauigkeit und Vollständigkeit der Angaben sowie für die Beachtung der Rechte Dritter. Der Auftraggeber behält sich alle Rechte vor, insbesondere darf dieser Bericht nur mit seiner Zustimmung ganz oder teilweise vervielfältigt bzw. Dritten zugänglich gemacht werden. Zitiervorschlag: Gadegast, M. & Venohr, M. (2015): Modellierung historischer Nährstoffeinträge und -frachten zur Ableitung von Nährstoffreferenz- und Orientierungswerten für mitteleuropäische Flussgebiete. Bericht erstellt im Auftrag des NLWKN. 39 Seiten. II Inhaltsverzeichnis: Abbildungsverzeichnis ........................................................................................................................ IV Tabellenverzeichnis ............................................................................................................................. V Abkürzungsverzeichnis ....................................................................................................................... VI 1. 2. 3. Hintergrund und Ausgangsituation ................................................................................................. 1 Untersuchungsgebiet ...................................................................................................................... 2 Grundlage und Aufbereitung der Daten.......................................................................................... 3 3.1. Nicht veränderte Daten ........................................................................................................... 4 3.1.1. Analysegebiete ................................................................................................................ 4 3.1.2. Hydrologische Parameter ................................................................................................ 4 3.1.3. Hydrogeologie und Grundwasseraufenthaltszeit............................................................ 5 3.1.4. Topographie und mittlere Höhe ...................................................................................... 5 3.1.5. Bodenarten ...................................................................................................................... 5 3.2. Angepasste Daten.................................................................................................................... 6 3.2.1. Bevölkerung ..................................................................................................................... 6 3.2.2. Kanalisationen und Kläranlagen ...................................................................................... 7 3.2.3. Landnutzung .................................................................................................................... 7 3.2.4. Dränagen ......................................................................................................................... 8 3.2.5. Atmosphärische Deposition ............................................................................................ 8 3.2.6. Nährstoffbilanzen landwirtschaftlicher Flächen in Deutschland um 1880 ..................... 9 4. Ergebnisse...................................................................................................................................... 11 4.1. Eingangsdaten ....................................................................................................................... 11 4.1.1. Bevölkerungsverteilung und Anschluss an eine Abwasserentsorgung ......................... 11 4.1.2. Landnutzung und Dränagen .......................................................................................... 13 4.1.3. Atmosphärische Deposition .......................................................................................... 16 4.1.4. Nährstoffbilanzen landwirtschaftlich genutzter Flächen .............................................. 17 4.2. Modellseitige Anpassungen .................................................................................................. 21 4.3. Berechnungsergebnisse ........................................................................................................ 23 4.3.1. Nährstoffeintrag ............................................................................................................ 23 4.3.2. Nährstofffrachten und -konzentrationen ...................................................................... 28 5. Vergleiche ...................................................................................................................................... 29 5.1. Vergleich der MONERIS Berechnungen 1880 und 2020 (Sz.1b) für das EZG Nordsee .......... 29 5.2. Vergleich von Nord- und Ostsee um 1880 ............................................................................ 32 5.3. Vergleich der modellierten Konzentrationen um 1880 auf Basis der vorliegenden Berechnungen mit den Ergebnissen nach Hirt et al. (2014) für die Ostsee ...................................... 33 6. Unsicherheiten .............................................................................................................................. 34 7. Schlussfolgerungen und Empfehlungen ........................................................................................ 35 8. Referenzen .................................................................................................................................... 36 III
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DELTA Umwelt-Technik GmbH Gesellschaft für innovative Umwelttechnik Verfahrensentwicklung und Anwendung durchgeführt. Der konzeptionelle Rahmen von AGREEMed basiert auf der Annahme, dass die Kombination von wissenschaftlichen und technologischen Fortschritten sowie der Dialog mit Stakeholdern und die Integration von Ökosystemen für Regulatorien zur Grundwassernutzung und eine nachhaltige landwirtschaftliche Entwicklung entscheidend sind. Durch die wissenschaftlich fundierte Bewertung der wichtigsten Wasser- (und Grundwasser-) Probleme in den Pilotgebieten zielt AGREEMed darauf ab, spezifische Pläne für die Grundwasserbewirtschaftung zu erstellen. Dies wird möglich sein durch die Nutzung: (1) lokaler Erfolge und des Wissens der lokalen Gemeinschaft (landwirtschaftliche Wassernutzer, Entscheidungsträger, NGOs... ) unter dem Paradigma der kollektiven Intelligenz und innerhalb des eigens geschaffenen 'Stakeholders Board'; (2) der Multidisziplinarität der Projektpartner, also der Experten, WissenschaftlerInnen und KMUs, die aktiv an Wasseraufbereitungstechnologien, Wasserchemie, Agronomie, Wasserwirtschaft, Sozialwissenschaften, Hydrogeologie, Ökohydrologie, Klimawandel, NBS und Fernerkundung arbeiten; und (3) der Ergebnisse anderer Projekte, die in den Pilotgebieten und/oder zu gemeinsamen Themen von den Konsortialteams durchgeführt wurden. In den Living Labs in Jordanien und Tunesien werden Anlagen installiert, welche die Leistungsfähigkeit der entwickelten Technologie demonstrieren und Potentiale aufzeigen. Um das Wissen nutzbar zu machen, werden gezielte Aktivitäten zur Ausweitung und Verbreitung der Projektergebnisse im Mittelmeerraum unternommen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Ökophysiologie, Ökohydrologie, Mikroklima" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CEBra-Centrum für Energietechnologie Brandenburg e.V. durchgeführt. Für den Wald wird Trockenstress als eine der gravierendsten Auswirkungen des Klimawandels angesehen. In diesem Zusammenhang sind Waldböden in ihrer hydrologischen Funktion, sowie ihre Rückkopplungen mit der Bodenvegetation von großer Bedeutung. Unter Wald stellen Laub- und Lebermoose einen wichtigen ökologischen Faktor als Wasserreservoir und Bodenstabilisator dar. Dabei spielen sie speziell bei der Naturverjüngung und nach Aufforstungen eine bedeutende Rolle. Moose beeinflussen den Oberflächenabfluss und bilden so einen wirksamen Schutz gegen Erosion, welcher speziell in Jungbeständen und an Störungsstellen z.B. nach Waldarbeiten zum Tragen kommt. Eine großflächige Bedeckung des Waldbodens durch Moose kann große Mengen Wasser speichern und verzögert in Trockenphasen wieder abgeben. Bei zunehmenden Niederschlägen können Moose somit auch eine Infiltrationsbarriere in tiefere Bodenschichten darstellen. Diese ökohydrologischen Prozesse und Wechselwirkungen sowie deren Auswirkungen auf den Bodenwasserhaushalt sind quantitativ wenig untersucht und verstanden. Neben der ökohydrologischen Bedeutung sind Moose zudem ein wichtiger Faktor im globalen Kohlenstoffkreislauf und z.B. in gemäßigten und borealen Wäldern für ein Fünftel der Kohlenstoff-Nettoaufnahme verantwortlich. Auch hier und insbesondere in jungen Wäldern, ist bislang nur wenig über die Rolle von Moosgesellschaften für den Kohlenstoffkreislauf bekannt. Bei der Beschreibung aller oben genannten Effekte lassen sich deutlich artspezifische Wechselwirkungen beobachten, die im Detail bisher kaum beachtet und von der Wissenschaft behandelt wurden. Vor diesem Hintergrund sollen Möglichkeiten der Anpassung an den Klimawandel in Form der Erhöhung der Wasserretention, der Strukturstabilität und der CO2-Bindung in Waldböden durch Waldmoose untersucht werden.
Das Projekt "GRK 2032: Grenzzonen in urbanen Wassersystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Wasserwirtschaft und Hydrosystemmodellierung durchgeführt. Wassersysteme in Großstädten werden auch zukünftig vielfältigen Belastungen hinsichtlich Wassermenge und -qualität ausgesetzt sein, die aus Klima- und demografischem Wandel, Urbanisierung und Veränderungen im Wasserverbrauch resultieren. Dies erfordert mehr denn je, dass das aktuelle wie auch das zukünftige urbane Wassermanagement auf einem soliden Systemverständnis basiert, um nachhaltig zu funktionieren. Um dazu wesentlich beizutragen, werden wir die Zusammenarbeit von Ingenieuren und Naturwissenschaftlern von TUB und IGB bei der Untersuchung wichtiger natürlicher und technischer Grenzzonen weiter verstärken und auch nationale und internationale Partner einbinden. Die Zielstellungen des Projektes sind: (i) ein weiter verbessertes Prozessverständnis zur Funktion natürlicher und technischer Grenzzonen und ihre quantitativen Auswirkungen auf den urbanen Wasserkreislauf, (ii) Vorhersage zukünftiger Veränderungen durch Integration von mechanistischem Wissen in Szenarien für entsprechende Modellierungen, (iii) das Erkennen von Schwachstellen in urbanen Wassersystemen und Entwicklung von Anpassungsmaßnahmen für ein verbessertes Management. Für die zukünftige urbane Wasserwirtschaft müssen mehr Kompartimente, Teilsysteme sowie die darin befindlichen aquatischen Lebensgemeinschaften berücksichtigt werden, da ihr Zusammenspiel das gesamte Systemverhalten erheblich beeinflussen kann. Grenzzonen spielen hier eine Schlüsselrolle und erfordern einen integrativeren Ansatz als heute üblich. Zur weiteren Intensivierung der Zusammenarbeit wurde UWI umorganisiert und vier neue gemeinsame Themengebiete herausgearbeitet: (i) Grenzzonen in urbanen Einzugsgebieten, (ii) Grenzzonen in urbanen aquatischen Ökosystemen, (iii) urbane hyporheische Grenzzonen, (iv) Grenzzonen in Abwasserkanalisationssystemen. Diese vier Themengebiete sind querverbunden durch drei gemeinsame Herangehensweisen bei Methoden, Techniken und Anwendungen: (i) verbessertes Verständnis von Interfaceprozessen in natürlichen und technischen Grenzzonen, (ii) Entwicklung von Modellkonzepten und Prognosewerkzeugen, (iii) Anwendung des neuen Wissens für die urbane Wasserwirtschaft. Aufgrund von Veränderungen bei den beteiligten Forschern werden wir zukünftig einen stärkeren Fokus auf urbane Ökohydrologie und Wasserqualitätsmodellierung legen. Wir werden das Qualifizierungsprogramm für die Promovierenden weiterentwickeln, um die Promotionsdauern zu verkürzen und Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in die praktische Wasserwirtschaft zu überführen. Folgende Maßnahmen möchten wir dabei herausstellen: die neu entwickelten Grundlagenkurse, die systematische Umsetzung der interdisziplinären Betreuung für alle Promovierenden und die Etablierung eines Forschungskollegiums der Promovierenden.
Das Projekt "Nutzung des Fortschritts in der stabilen Wasserisotopenforschung zur Quantifizierung von art- und interspezifischen ökohydrologischen Rückkopplungsprozessen und Wasserdurchgangszeiten verschiedener Baumbestände" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie durchgeführt. Signifikante Veränderungen hydrologischer Extremereignisse sind zentraler Bestandteil zukünftiger Klimawandelprognosen. Das Verständnis komplexer Wechselwirkungen zwischen Niederschlägen, Wasserspeicherung in Boden und Grundwasser sowie Wasserflüssen im Einzugsgebiet ist eine große Herausforderung in der Ökohydrologie. Die Vegetation spielt dabei eine zentrale Rolle in dem sie 50-70% der terrestrischen Evapotranspiration kontrolliert. Verschiedene Pflanzenarten unterscheiden sich signifikant in ihren Wassernutzungsstrategien. Die Integration solcher Informationen zu artspezifischen Einflüssen auf die Bodeninfiltration und Wurzelwasseraufnahmedynamiken liefern erste Hinweise darauf, wie Bäume Wasser in Richtung ihrer aktiven Wurzelzone leiten können. Dies wird unter zukünftigen klimatischen Bedingungen und bei der Entwicklung von Anpassungsstrategien für eine nachhaltige Waldökosystembewirtschaftung bedeutend. Das Konzept des Wasseralters mittels stabiler Wasserisotopen wird verwendet, um den Beitrag unterschiedlicher Wasserfließwege zum Abfluss und deren Änderungen zu bewerten. Das Wasseralter bietet dabei eine weitere Perspektive, um hydrologische Prozesse besser zu verstehen und Modelle zu optimieren. Jüngste Studien zur Bestimmung von Verweilzeit zeigen, dass besonders die Schnittstellen zwischen den Kompartimenten (z.B. Boden-Atmosphäre oder Boden-Wurzeln) besser berücksichtigt werden muss, um den ökohydrologischen Kreislauf ganzheitlicher zu verstehen. Artspezifische Unterschiede und die komplementäre Ressourcennutzung von Baum-Mischbeständen können dabei Wasserverweilzeiten und -alter im ökohydrologischen Kreislauf verändern. Unsere zentrale Hypothese lautet, dass Artidentität und Wasserkonkurrenz zwischen Baumarten ein Haupttreiber für ökohydrologische Rückkopplungsprozesse zwischen Boden und Bäumen sind. Wir werden unsere zentrale Hypothese in Rein- und Mischbeständen von Tannen und Buchen in einem kombinierten experimentellen (Arbeitspakete (WPs) 1-3) und Modellierungsansatz (WP 4) untersuchen, in dem räumlich hochaufgelöste Messungen von Isotopen sowie hydrometrische und ökophysiologische Messungen mit kontinuierlicher Langzeitüberwachung kombiniert werden, um alle Kompartimente des Wasserkreislaufs des Ökosystems zu quantifizieren. Isotopensignaturen von Wasserflüssen auf natürlichem Niveau werden zunächst über eine neuartige in-situ-Monitoringplattform (SWIP) für ein Jahr (WP 1) beobachtet, um das SWIP-System standortspezifisch zu validieren. In WP 2 werden wir ein Isotopenmarkierungsexperiment durchführen, um die standortspezifische zeitliche Heterogenität der Reaktionszeiten der Ökosystemkompartimente zu quantifizieren, während in WP 3 die Verweilzeiten und das Wasseralter der verschiedenen Kompartimente untersucht werden. WP 4 dient der Modellierung ökohydrologischer Prozesse mittels der erhobenen Daten. Der Fokus wird hier auf der Verbesserung der SWIS-Modellstruktur und der Anpassung an verschiedene Baumstände liegen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Messverfahren Dachbegrünungssubstrate, Monitoring Fassadenbegrünung unter Realbedingungen, Entwicklung des Berechnungstools, Erstellen des Messdatenregisters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Ökohydrologie und Landschaftsbewertung durchgeführt. Projektziel ist die Entwicklung standardisierter Messverfahren und Kenngrößen zur Berücksichtigung von Bauwerksbegrünung in der energetischen Auslegung von Gebäuden und die Entwicklung und Bereitstellung entsprechender Quantifizierungstools. Hierzu werden handelsübliche Fassaden- und Dachbegrünungssysteme katalogisiert und klassifiziert. Ziel ist die Bestimmung der Wärmespeicher- und Wärmeübertragungsfähigkeit von Fassaden- und Dachbegrünungsmethoden, um Verschattung, Wärmedämmwirkung und Verdunstungskühlung von Komponenten und Bauteilen zu bestimmen und zu prüfen. Für die Charakterisierung werden sowohl Labormethoden als auch angepasste freilandtaugliche Methoden entwickelt, validiert und angewendet. Die im Projekt zu entwickelnden Messverfahren sollen genaue, reproduzierbare und vergleichbare Charakterisierungen von Gebäudebegrünungssystemen ermöglichen und damit eine wissenschaftlich fundierte Basis für die Erarbeitung und Anwendung industrieller Standards darstellen. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, Wärmedämmwirkung und Verdunstungskühlleistung von Begrünungskomponenten und -systemen zuverlässig vorherzusagen, laufend zu bestimmen und in der Planung quantitativ zu berücksichtigen. Dies führt zu einer Berechenbarkeit der Reduktion des Energiebedarfs für Kühlung und Heizung von Gebäuden und ermöglicht dadurch eine schnellere Marktdurchdringung von energieeffizienten Begrünungssystemen. Im Teilvorhaben der TU Berlin wird ein standardisiertes Messverfahren zur thermischen Charakterisierung von Einzelsubstraten und -schichtfolgen entwickelt und angewandt. Insbesondere der Einfluss von Dichte, Durchwurzelung und Wasserdynamik wird erfasst. Zudem werden auf einer Testfläche Fassadenbegrünungen installiert, bepflanzt und dauerhaft dynamisch-thermisch vermessen. Messdaten werden in ein frei zugängliches Register eingepflegt und dienen der Entwicklung eines Tools zur energetischen Bewertung der Systeme.
Das Projekt "Teilvorhaben 7: Evapotranspirationsleistungen von Stadtbäumen und Fassadengrün und Stoffstrommanagement" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Ökohydrologie und Landschaftsbewertung durchgeführt. Zur Erhöhung der Ressourceneffizienz in wachsenden Quartieren werden multifunktionale Straßenräume und Tools zur Planung dieser Räume in den Städten Berlin, Hamburg, Neuenhagen und Solingen entwickelt, erprobt und evaluiert. Ein besonderer Aspekt im Projekt ist die integrative Planung von Verkehrs-, Grün- und Wasserflächen, Baumstandorten und der technischen Infrastruktur in Straßenräumen. Im Modul 1.4 werden Daten zur Evapotranspirationsleistung von jungen Stadtbäumen und Fassadengrün aus Literaturdaten, Pedotransferfunktionen und eigenen Messungen abgeleitet. Diese Daten werden verwendet, um prozessorientierte Modelle zur Vorhersage der Evapotranspirationsleistung (Kühlung, Entlastung der Kanalisation) in Blue Green Street Systemen zu formulieren. Zusätzlich wird ein Monitoringkonzept zur Beobachtung der Leistungsfähigkeit dieser Systeme entworfen. Zu Beginn ist in dem Modul 1.5 eine zuverlässige Identifizierung der Belastungsschwerpunkte bezüglich der Schmutzfracht von Straßenabflüssen, sogenannten Hotspots erforderlich. Wenn die Belastungsschwerpunkte bekannt und untersucht sind, kann eine zielgerichtete Priorisierung von Standorten und eine geeignete Auswahl von Reinigungstechnologien erfolgen. Die Ergebnisse aus diesen Arbeiten sollen zusammen geführt werden, um zum einen eine Übertagbarkeit zu anderen Standorten zu gewährleisten und zum anderen allgemein gültige Maßnahmenvorschläge zu erarbeiten. Um eine spätere Übertragbarkeit auf andere Standorte zu realisieren, sollen Erkenntnisse in Maßnahmenpriorisierungsempfehlungen gebündelt werden.
Das Projekt "SUGI: Vertikales Grün für lebenswerte Städte -Vertical Green 2.0" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Ökohydrologie und Landschaftsbewertung durchgeführt. Dieses Projekt fördert die Transformation von Städten zu nachhaltigen, resilienten Räumen durch eine Neuinterpretation und Weiterentwicklung von Systemen zur vertikalen Begrünung (Vertikales Grün, VG) der Stadt. Wir verstehen VG als Maßnahme zur Integration der Handlungsfelder Nahrung, Wasser und Energie in einen zusammenhängenden städtischen Komplex. Vertikale Begrünung wird in diesem Zusammenhang als ein biologisch -technisches System in einem architektonisch-technischen Kontext verstanden, dass eine beträchtliche Kapazität zur Implementierung mehrerer Ökosystemdienstleistungen wie passive Kühlung, Hochwasserschutz, Bioenergieproduktion und möglicherweise Nahrungsmittelproduktion, Erhöhung der Biodiversität, Lärmreduktion etc. aufweist. Vertikalbegrünung könnte neu interpretiert und angepasst gestaltet, konsequent als Teil der gebauten Umwelt vor allem in dichten Stadtteilen umgesetzt werden. Um zu quantifizieren, wie groß das volle Potenzial' von vertikalen Begrünungen wäre, werden drei zentrale Governance- und Managementaspekte von Vertikalem Grün für die Partnerstädte mittlerer Breite (Berlin, Wien und Ljubljana) in Zusammenarbeit mit den Stakeholdern untersucht: 1) Integration des vertikalen Grüns auf Gebäude- und Bezirksebene mit Habitat-, Wasser-, Wärme- und Energiemanagement, 2) technologische Innovationen für Wartung und automatisierte Erntemaschinen und 3) Anpassung von Entwurfsstrategien und Governance für eine sichere, in das Stadtleben integrierte Bewirtschaftung. Mit einem transdisziplinären, stakeholderorientierten Co-Creation-Ansatz wollen wir die traditionelle vertikale Begrünung neu denken und Innovationen und Grundlagenforschung aus Stadtplanung und Architektur, Ökohydrologie, Maschinenbau, Wasserbau und Wirtschaft kombinieren. Dann werden Vor- und Nachteile dieser ökosystem-orientierten Lösungsstrategie eingeschätzt, um so Entscheidungsprozesse zu unterstützen, die den Nexus-Ansatz in die Planungen für die Städte der Zukunft integrieren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Standortkundliche Untersuchungen und numerische Simulation der Wärmeausbreitung unter Berücksichtigung kleinskaliger Effekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Ökohydrologie und Landschaftsbewertung durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Realisierung und Validierung eines neuartigen Verlegeverfahrens für Höchstspannungs-Erdkabel. Das Verfahren soll auf der minimalinvasiven, bündelweisen Parallelverlegung mit einer neuartigen Mehrfach-Kabelpflugtechnologie basieren. Der Kabelpflug soll über ein 3-fach-Schwert mit variablem Abstand (hydraulisch verstell- und mechanisch verriegelbar) verfügen, über das eine sehr präzise (GPS-gestützte), zugkraftfreie Verlegung eines Bündels von drei Kabelrohren mit konstantem Abstand (fest vorgegeben durch den Schwertabstand) und mit variabler Symmetrie (in einer Ebene oder in einer Dreieckskonfiguration) ermöglicht wird. Um einen besseren Wärmetransport zu erreichen, sollen Verfahren zum simultanen Einbringen von festen oder flüssigen Bettungsmaterialien in den Ringspalt um das Kabelrohr bzw. zur Erhöhung der Bodenfeuchte (um den Bodenwiderstand zu verringern) untersucht werden. Eine zentrale Fragestellung betrifft den Einfluss der neuen Verlegetechnik auf kleinskalige Änderungen der Lagerungsdichte und den Wärmeabtransport in den umgebenden Boden. Hierzu liegen bislang keine wissenschaftlichen Erkenntnisse vor. Ein guter Kontakt zum umgebenden Boden ist von entscheidender Bedeutung, um eine Überhitzung des Kabels zu vermeiden. Um diese Wissenslücke zu schließen, soll in allen Feldversuchen vor und nach Verlegung und Konsolidierung des Kabels eine detaillierte Bodenuntersuchung erfolgen, um die Verhältnisse direkt am Kabel zu ermitteln. Diese sollen in eine adaptierte Version des CableEarth-Verfahrens der TU Berlin eingehen, die die beobachteten kleinskaligen Effekte in der numerischen Simulation des Wärmetransports berücksichtigt.
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| Förderprogramm | 19 |
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