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Sub project J

Das Projekt "Sub project J" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WISUTEC Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Das Ziel des Gesamtvorhabens ist im Hauptantrag beschrieben. Das Ziel der Teilaufgabe besteht im Aufbau einer Datenzentrale, welche im online-Regime Messdaten von Monitoren zur Wasserqualität entgegennimmt, speichert, im Sinne einer Alarmwerterkennung bewertet und die gespeicherten Informationen mittels der Internet-Technologie für Dritte bereitstellt. Die Anmeldung der Monitore an die Datenzentrale wird weitgehend automatisiert erfolgen. Die Datenübertragung erfolgt auf Basis eines universell einsetzbaren Protokolls. Die Daten der angeschlossenen Sensoren werden in einer zentralen Datenbank gespeichert. Zum Zwecke der automatischen Erkennung von Alarmsituationen werden die eingehenden Daten von mehreren Softwarealgorithmen (Softwaredetektoren) auf besondere Messwerte hin untersucht. Im Falle einer notwendigen Frühwarnung werden Meldungen an Dritte ausgelöst. Über abgestimmte Dienste (SOS) werden die Messdaten dem geplanten Umweltinformationssystem (UIS) und dem 3-d-Modell des Sees zugeführt. Alle Softwarekomponenten erhalten eine Nutzeroberfläche in englischer Sprache. Die folgende Vorgehensweise ist für die Bearbeitung der Teilaufgabe durch WISUTEC geplant: 1. Konzeption Datenmanagement, Anforderungsanalyse, Schnittstellendefinition; 2. Implementierung der Datenzentrale; 3. Etablierung Alarmregime; 4. Anmeldung der Sonden an der Datenzentrale/Beginn Datenübernahme; 5. Dienste für Datenbereitstellung für Dritte (SOS); 6. Test Gesamtsystem.

Teilprojekt 2, (Modul B)

Das Projekt "Teilprojekt 2, (Modul B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. Große Vulkanausbrüche können das Klima auf der dekadischen Zeitskala massiv beeinflussen. Das Hauptziel unseres Projektes ist daher, ein Vulkanmodul für das MiKlip Vorhersagesystem zu erstellen, welches realistisch den vulkanischen Strahlungsantrieb simuliert. Die Simulation der Pinatubo-Eruption dient dabei als Testfall. Weitere Sensititvitätsstudien zu unterschiedlichen Eruptionsparametern sollen es ermöglichen, im Fall eines aktuellen Ausbruchs schnell entscheiden zu können, ob dieser klimarelevant ist und somit in der dekadischen Klimavorhersage berücksichtigt werden muss. Ein weiteres Projektziel ist, das derzeitige Systemverständnis der Kopplung von Stratosphäre, Troposphäre und Ozean und dessen Modellierung zu verbessern, insbesondere für den Fall starker, plötzlicher Störungen. Dieses ist notwendig, um eine zuverlässige Vorhersage regionaler Klimaeffekte von Vulkaneruptionen zu ermöglichen. 1: Entwicklung und Evaluierung eines Vulkanmoduls für das MiKlip-Vorhersagesystem (MPI-M). 2: Untersuchung des direkten Klimaeinflusses von großen Vulkaneneruptionen auf der dekadischen Zeitskala in Abhängigkeit vom Zustand des Ozeans, von Jahreszeit und Ort der Eruption, und von der Stärke der SO2-Emission (MPI-M). 3: Untersuchung des indirekten, durch dynamische Kopplung von Stratosphäre und Troposphäre verursachten Klimaeffekts von Vulkanausbrüchen. Insbesondere soll dabei die planetare Wellenaktivität in ECHAM6 in Abhängigkeit von der Modellkonfiguration untersucht werden (GEOMAR).

Teilprojekt 1, (Modul B)

Das Projekt "Teilprojekt 1, (Modul B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Große Vulkanausbrüche können das Klima auf der dekadischen Zeitskala massiv beeinflussen. Das Hauptziel unseres Projektes ist daher, ein Vulkanmodul für das MiKlip Vorhersagesystem zu erstellen, welches realistisch den vulkanischen Strahlungsantrieb simuliert. Die Simulation der Pinatubo-Eruption dient dabei als Testfall. Weitere Sensitivitätsstudien zu unterschiedlichen Eruptionsparametern sollen es ermöglichen, im Fall eines aktuellen Ausbruchs schnell entscheiden zu können, ob dieser klimarelevant ist und somit in der dekadischen Klimavorhersage berücksichtigt werden muss. Ein weiteres Projektziel ist, das derzeitige Systemverständnis der Kopplung von Stratosphäre, Troposphäre und Ozean und dessen Modellierung zu verbessern, insbesondere für den Fall starker, plötzlicher Störungen. Dieses ist notwendig, um eine zuverlässige Vorhersage regionaler Klimaeffekte von Vulkaneruptionen zu ermöglichen. 1: Entwicklung und Evaluierung eines Vulkanmoduls für das MiKlip-Vorhersagesystem. 2: Untersuchung des direkten Klimaeinflusses von großen Vulkaneneruptionen auf der dekadischen Zeitskala in Abhängigkeit vom Zustand des Ozeans, von Jahreszeit und Ort der Eruption, und von der Stärke der SO2-Emission. 3: Untersuchung des indirekten, durch dynamische Kopplung von Stratosphäre und Troposphäre verursachten Klimaeffekts von Vulkanausbrüchen. Insbesondere soll dabei die planetare Wellenaktivität in ECHAM6 in Abhängigkeit von der Modellkonfiguration untersucht werden.

Smart monitoring of historic structures (SMOOHS)

Das Projekt "Smart monitoring of historic structures (SMOOHS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut, Materialprüfungsanstalt durchgeführt. Objective: Historic structures are often of extraordinary architecture, design or material. The conservation of such structures for next European generations is one of the main future tasks. To conserve historic structures it is more and more required to understand the deterioration processes mainly caused by the environment. In certain cases continuous monitoring systems have been installed to obtain information about the deterioration processes. However, most of these monitoring systems were just weather or air pollution data acquisition systems and use only basic models for data analysis. The real influence of the environment to the structure or the structural material is often unaccounted for. That means that the structural resistance is just calculated from the measurements and not determined by sufficient sensors. Another aspect is the fact that most monitoring systems require cabling, which is neither aesthetically appealing nor in some cases applicable due to the needed fastening techniques. The proposed project aims at the development of competitive tools for practitioners which goes beyond the mere accumulation of data. Smart monitoring systems using wireless sensor networks, new miniature sensor technologies (e.g. MEMS) for minimally invasive installation as well as smart data processing will be developed. It will provide help in the sense of warnings (e.g. increase of damaging factors) and recommendations for action (e.g. ventilation or heating on/off, etc.) using data fusion and interpretation that is implemented within the monitoring system. The development will consist of small smart wireless and robust sensors and networks, with sensors for monitoring of e.g. temperature, humidity, air velocity, strain and crack opening, acoustic emissions, vibration, inclination, chemical attack, ambient and UV light, with built-in deterioration and material models, data pre-processing, and alarm functions to inform responsible persons about changes of the object status.

GNSS/GPS/LPS based Online Control und Alarmsystem (GOCA)

Das Projekt "GNSS/GPS/LPS based Online Control und Alarmsystem (GOCA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Karlsruhe, Institut für Angewandte Forschung durchgeführt. Das GNSS/GPS/LPS-basierte Online Control und Alarmssystem GOCA befasst sich mit dem Einsatz von GNSS (GPS, GLONASS, GALILEO) sowie LPS-Sensoren zur Echtzeitüberwachung von Bewegungen der Erdoberfläche. Neben dem Einsatz im Naturkatastrophenschutz ist das fernwartungsfähige GOCA-System auch in der online Überwachung und Alarmierung bei sicherheitsempfindlichen Bauwerken und geotechnischen Anlagen wie z.B. Talsperren einsetzbar. Das GOCA System besteht aus der GOCA-Deformationsanalysesoftware und einem Satz zentral steuerbarer GNSS/GPS-Empfänger sowie LPS-Sensoren (Totalstationen, Nivelliere, Schlauchwaagen), die über Sensorsteuerungs- und Kommunikationssoftware oder in dezentraler Kommunikation in einem vorzugebenden Zeittakt abgetastet werden. Die beiden fernwartungsfähigen Softwarekomponenten sind in der örtlichen GOCA-Zentrale (PC mit Funkmodem und/oder Netzanbindung) situiert. Derzeit stehen zwei verschiedene Sensorsteuerungs- und Kommunikationssoftwarepakete (MONITOR/Fa. GeoNav und GOCA-DC3 Fa. Dr. Bertges) zur Verfügung. welche die GPS/LPS-Daten in Form im hardwareneutralen sogenannten GKA-Dateiformat als Schnittstelle zur Weiterverarbeitung mit der GOCA-Deformationsanalysesoftware bereitstellen. Die GOCA-Deformationsanalysesoftware realisiert auf Basis der GKA-Dateien die statistisch fundierte Weitenverarbeitung der GPS/LPS-Daten in Form einer online Netzausgleichung und einer darauf aufbauenden Deformationsanalyse und Alarmierung.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von InNeSys GmbH durchgeführt. Durch Hochwasser wurden in Europa hohe Schäden verursacht. Bei einem Großteil der Schadensfälle handelte es sich um Überflutungen, die in Siedlungsräumen (Ballungszentren) an kleineren Gewässern entstanden. Durch Bereitstellung von Informationen für kritische Gewässerstellen zur aktuellen Abflusssituation und zur zukünftigen Entwicklung des Hochwassers könnten viele Schäden verhindert oder in ihrem Ausmaß reduziert werden. Im Gegensatz zu den großen Flüssen lassen sich die an den kleineren Gewässern meist durch lokale Starkregen kurzer Dauern ausgelösten Hochwasser bisher in Echtzeit nicht berechnen oder vorhersagen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll ein Alarm- und Vorhersagesystem entwickelt werden, mit dem zukünftig solche Informationen auch für kleinere (urbane) Gewässer bereitgestellt werden können. Es soll ein neuer, ausschließlich auf online übertragenen Wasserstandsmessungen aufbauender Verfahrensansatz, eingesetzt werden (Arbeitspaket 1 und Arbeitspaket 2). Die Abflusszustände werden in dem voll automatisierten System kontinuierlich berechnet und aufbereitet (Arbeitspaket 3). Bei einer Überschreitung kritischer Wasserstände kann eine automatische Alarmierung erfolgen. So können sich Anwender mit dem System jederzeit über die Situation an den einzelnen Engstellen informieren und ein optimales HW-Management organisieren (Arbeitspaket 4). Die einzelnen Schritte zu den Arbeitspaketen (1 - 4) sind in der Vorhabensbeschreibung (Arbeitsplan) ausführlich dargestellt.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WALD+CORBE Infrastrukturplanung GmbH durchgeführt. Durch Hochwasser wurden in Europa hohe Schäden verursacht. Bei einem Großteil der Schadensfälle handelt es sich um Überflutungen, die in Siedlungsräumen (Ballungszentren) an kleineren Gewässern entstehen. Durch Bereitstellung von Informationen für kritische Gewässerstellen zur aktuellen Abflusssituation und zur zukünftigen Entwicklung des Hochwassers könnten viele Schäden verhindert oder in ihrem Ausmaß reduziert werden. Im Gegensatz zu den großen Flüssen lassen sich die an den kleineren Gewässern meist durch lokale Starkregen kurzer Dauern ausgelösten Hochwasser bisher in Echtzeit nicht berechnen oder vorhersagen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll ein Alarm- und Vorhersagesystem entwickelt werden, mit dem zukünftig solche Informationen auch für kleinere (urbane) Gewässer bereitgestellt werden können. Es soll ein neuer, ausschließlich auf online übertragenen Wasserstandsmessungen aufbauender Verfahrensansatz, eingesetzt werden (Arbeitspaket 1 und Arbeitspaket 2). Die Abflusszustände werden in dem vollautomatisierten System kontinuierlich berechnet und aufbereitet (Arbeitspaket 3). Bei einer Überschreitung kritischer Wasserstände kann eine automatische Alarmierung erfolgen. So können sich Anwender mit dem System jederzeit über die Situation an den einzelnen Engstellen informieren und ein optimales HW-Management organisieren (Arbeitspaket 4). Die einzelnen Schritte zu den Arbeitspaketen (1-4) sind in der Vorhabenbeschreibung (Arbeitsplan) ausführlich dargestellt.

Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BioPlanta GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Automatisierung eines neuartigen einsetzbaren Kultursystems für Pflanzen, das auf dem 'Temporären Immersions System' beruht. Es gewährleistet die Kultur von ganzen Pflanzen und Pflanzenorganen. Eine einfache Handhabung und Steuerung der neuartigen Zuchtmodule soll den Einsatz dieser Technologie für Pharmazie, Biotechnologie und die konventionelle Pflanzenzucht ermöglichen. In Form eines Demonstrators ist ein Modul für eine Anlage zur Biomasseerzeugung zu konzipieren, zu bauen und zu testen. Kernpunkt bildet dabei die Entwicklung eines praxistauglichen Steuerungs- und Alarmierungssystems. Weiterhin wird der Einsatz von Zuchtmodulen mit überarbeiteten Medienschnittstellen untersucht. Auf der Basis der Entwicklungen ist ein Konzept für eine Anlage im Pilotmaßstab zu erstellen. Mit dieser Basistechnologie kann die BioPlanta GmbH die pharmazeutische Industrie, die Kosmetikbranche und den Zier- und Obstpflanzenbau jahreszeitenunabhängig beliefern. Das IFF verwirklicht die Grundentwicklung für eine neuartige Technologie zur Biomasseerzeugung.

Teilprojekt 9

Das Projekt "Teilprojekt 9" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berliner Wasserbetriebe durchgeführt. Mit dem Vorhaben soll ein zuverlässiges Frühwarnsystem mit zeitnaher Detektion von pathogenen Mikroorganismen im Roh- und Trinkwasser erarbeitet werden. Das Frühwarnsystem besteht aus drei Teilsystemen 1) Kontinuierliche Detektion von pathogenen Mikroorganismen mit folgenden Arbeitsschritten: a) die kontinuierliche Probenahme aus fließendem Roh- oder Trinkwasserleitung, b) Ankonzentrieren und Aufbereiten einer repräsentativen Probe und c) Untersuchung der Probe auf pathogene Mikroorganismen mit einer zeitnahen Detektionsmethode. Teilsystem 2) Erstellung eines Konzeptes zur Auswertung der Ergebnisse für das Auslösen von belastbaren Alarmen mit. minimaler Fehlerrate. Teilsystem 3) beinhaltet die Analyse der gesellschaftlichen und naturräumlichen Aspekte, die zu einem akzeptablen Einsatz des Frühwarnsystems in die Praxis führt. Das Ziel der BWB in diesem Vorhaben ist es, den praktischen Einsatz des Gesamtsystems oder auch Teilsysteme mit Hilfe von praktischen Versuchen, die unter realen Bedingungen durchgeführt werden, grundlegend zu untersuchen und deren Funktionsfähigkeit zu bestätigen. Die Arbeiten im Teilvorhaben konzentrieren sich auf Arbeitspakete: AP0) Spezifikationsphase und vorbereitende Arbeiten, AP1) Makro- und Mikroanreicherung des Wassers, AP5) Einpassung in das bestehende Monitoring und Leitsystem und AP6) Praktische Erprobung des Frühwarnsystems und Evaluation des Gerätesystems an einer Teststrecke. Bei anderen Arbeitspakete wirken die BWB unterstützend mit.

Redox sensitivity and long-term persistence of organic trace pollutants in groundwater - wastewater-bound compounds

Das Projekt "Redox sensitivity and long-term persistence of organic trace pollutants in groundwater - wastewater-bound compounds" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Biologie und Umweltwissenschaften, Arbeitsgruppe Hydrogeologie und Landschaftswasserhaushalt durchgeführt. The increasing pollution of the aquatic environment with numerous organic micropollutants such as pharmaceutical residues is a problem of alarming global dimensions. Preliminary studies have shown that it is necessary to correlate the behaviour and degradation (and likewise persistence) of organic micropollutants in groundwater with the prevailing transient hydraulic and hydrochemical (in particular redox) conditions in the field in order to identify the key parameters controlling their elimination. The proposed research will investigate the behaviour of wastewater- bound organic micropollutants in groundwater with a particular focus on their redoxdependent biodegradation and long-term persistence. A 'redox screening', where anoxic groundwater contaminated with wastewater residues will be incubated under anoxic or oxic conditions, will first be done to identify redox-sensitive compounds. It will be accompanied by field investigations on contaminated groundwater downstream of former sewage irrigation fields, which will be analysed for organic micropollutants and dated with the tritium/helium method. The results will deliver information on the long-term persistence of the micropollutants under the given hydrochemical conditions. More detailed column studies under variable redox conditions will be conducted mimicking field conditions. Finally, reactive transport modelling will be carried out to confirm developed conceptual models and to derive degradation rate constants in relation to the redox regime.

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