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Teilprojekt: Von kleinen zu extremen Hochwassern

Das Projekt "Teilprojekt: Von kleinen zu extremen Hochwassern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Ziel unseres Projekts ist es zu verstehen wie sich extreme Hochwasser von kleinen Hochwassern unterscheiden und wie ausgehend von kleinen Hochwassern extrapoliert werden kann. Wir untersuchen Mechanismen und Prozessinteraktionen die 'heavy tail' Hochwasserwahrscheinlichkeitsverteilungen generieren. Außerdem untersuchen wir Schwellwertprozesse und andere Mechanismen die zu Nichtlinearitäten führen wenn sich die Größenordnung des Hochwassers ändert. Insbesondere werden auch die Vorbedingungen und Konsequenzen von Hochwasserwellenänderungen, z.B. Überlagerungen untersucht. Die Analysen beinhalten die gesamte Hochwasserprozesskaskade. Wir werden die Charakteristika der größten Hochwasser denen der restlichen, kleineren Hochwasser gegenüberstellen um zu verstehen, ob große Hochwasser durch spezifische Prozesse ausgelöst und beeinflusst werden oder durch große Varianten derselben Prozesse. Die folgenden Forschungsfragen sollen beantwortet werden: Auf welche Weise steht das 'upper tail' Verhalten von Hochwasserwahrscheinlichkeitsverteilungen in Beziehung zu Einzugsgebiets- und Ereignischarakteristika? Welche Mechanismen und Prozessinteraktionen führen zu 'heavy tails' (endlastigen Hochwasserwahrscheinlichkeitsverteilungen)? Wie führen hochwasserauslösende Bedingungen (raum-zeitliche Niederschlagsmuster, Topographie, Hochwassertypen) und Interaktionen zwischen Flusslauf und Überschwemmungsflächen (Abflussverhalten, Rückhaltung, Deichbrüche) zu unterschiedlichen Hochwasserwellencharakteristika hinsichtlich Spitzenabfluss, Volumen, Wellenablaufzeiten, und zu verschiedensten Wellenveränderungen? Wie entwickeln sich oder verflüchtigen sich solche Muster von kleinen zu großen Hochwassern? Entstehen große Hochwasser durch andere Mechanismen als kleine Hochwasser? Wie verändern sich das Ausmaß und die Ursachen von Nichtlinearitäten der Prozesse mit steigender Hochwasserstärke? Was ist die spezifische Rolle von Schwellwertprozessen für die Entwicklung von extremen Hochwassern?

Zeitextrapolation der Wirkung lokal reizender Stoffe nach inhalativer Aufnahme

Das Projekt "Zeitextrapolation der Wirkung lokal reizender Stoffe nach inhalativer Aufnahme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM) durchgeführt. Der erwachsene Mensch atmet bei leichter Tätigkeit täglich ca. 24 kg Luft. Kontaminierte Innenraumluft in Büros und Wohnungen können deshalb zu einer relevanten Aufnahme von Chemikalien führen. Beim Einatmen lokal reizender Stoffe sind besonders die Atemwege betroffen. Der zeitliche Verlauf der Reizwirkung lokal aktiver Stoffe im Respirationstrakt ist jedoch hinsichtlich des Einflusses von Expositionsdauer und Studiendauer nur lückenhaft untersucht. Der zeitliche Verlauf lokaler Effekte im Respirationstrakt wurde bisher nicht adressiert. Daher wird ein generell anwendbarer Zeitextrapolationsfaktor für lokale Effekte z.B. unter REACH z. Z. nicht empfohlen. Bisher wird in der Risikobewertung nur für systemische Toxizität eine Zeitextrapolation durchgeführt. Verschiedene Arbeitsgruppen haben, basierend auf dem Vergleich von NOEL-Werten aus Kurz- und Langzeitstudien in Nagetieren nach oraler Applikation Extrapolationsfaktoren abgeleitet (Kalberlah et al. 1998, Batke et al. 2011). Eine erste Analyse von Zeitextrapolationsfaktoren lokal aktiver Stoffe, basierend auf einem Datensatz aus 46 NTP Studien, wurde von Kalberlah et al. (2002) veröffentlicht. Ein generell anwendbarer Zeitextrapolationsfaktor für lokale Effekte ist nicht bekannt. In diesem Projekt soll die Zeitabhängigkeit lokaler Reaktionen in Studien zur wiederholten Verabreichung untersucht werden. Dazu werden die Reizwirkungen von Chemikalien nach inhalativer Aufnahme über die Zeiträume subakut-subchronisch und subchronisch-chronisch miteinander verglichen. Auf der Grundlage systematischer Untersuchungen von entsprechenden Inhalationsstudien werden die Extrapolationsfaktoren für diesen Aufnahmepfad abgeleitet und statistisch gesichert. In diesem Projekt soll die Zeitabhängigkeit lokaler Reaktionen in Studien zur wiederholten Verabreichung untersucht werden. Dazu werden die Reizwirkungen von Chemikalien nach inhalativer Aufnahme über die Zeiträume subakut-subchronisch und subchronisch-chronisch miteinander verglichen. Auf der Grundlage systematischer Untersuchungen von entsprechenden Inhalationsstudien werden die Extrapolationsfaktoren für diesen Aufnahmepfad abgeleitet und statistisch gesichert.

Evaluation von Extrapolationsverfahren

Das Projekt "Evaluation von Extrapolationsverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachverband Dampfkessel-, Behälter- und Rohrleitungsbau e.V. durchgeführt.

PrIME: Royalistische innovative Methoden in der Energiesystemtechnik

Das Projekt "PrIME: Royalistische innovative Methoden in der Energiesystemtechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt. Viele Aufgaben der Energiesystemtechnik, beruhend auf probabilistischen Problemstellungen, werden vereinfachend durch Mittelwert- oder WorstCase-Betrachtungen gelöst. Bei wichtigen Aufgaben der Netz(ausbau)planung und Netzbetriebsführung muss für belastbare Aussagen aber der probabilistische Problemraum insgesamt untersucht werden. Bisherige Berechnungen dafür sind aufwändig und die Belastbarkeit und Extrapolierbarkeit der Ergebnisse ist eingeschränkt. Im Vorhaben sollen innovative Methoden für probabilistische Aufgabenstellungen in der Energiesystemtechnik anhand konkreter Aufgabenstellungen entwickelt, getestet und erprobt werden. Die erwartete Beschleunigung der Berechnungen erlaubt deutlich umfangreichere und detailliertere Aussagen zu Aufgabenstellungen aus Netzausbauplanung und Netzbetriebsführung. Fraunhofer IWES wird die Anwendung- und Testfälle definieren, die Praxiserprobung durchführen und die grundlagenorientierte Forschung des Verbundpartners Universität Kassel mit anwendungsorientierter Forschung und Umsetzungen ergänzen. Das Teilvorhaben umfasst folgende Arbeitspakete: AP0 Koordination, AP1 Spezifikation, AP2 Analyse, AP3 Entwicklung, AP4 Test, AP5 Erprobung. Das Arbeitspaket AP0 umfasst die gesamte Projektlaufzeit. Die Arbeitspakete AP1 bis AP5 bauen aufeinander auf, dabei sind Überlappungen vorgesehen, um eine iterative Bearbeitung zu ermöglichen. Fraunhofer IWES wird an allen AP mitwirken, der Schwerpunkt der Arbeit wird in AP1, AP4 und AP5 liegen.

Auswirkungen des Rothenbucher Biotopbaum- und Totholzkonzepts auf die Artenvielfalt in Rotbuchenwäldern und Beurteilung der Übertragbarkeit auf andere Laubwaldgebiete in Bayern (ST177)

Das Projekt "Auswirkungen des Rothenbucher Biotopbaum- und Totholzkonzepts auf die Artenvielfalt in Rotbuchenwäldern und Beurteilung der Übertragbarkeit auf andere Laubwaldgebiete in Bayern (ST177)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft durchgeführt. Erfolgskontrolle, ob sich Waldflächen, die seit mehr als 10 Jahren nach dem Rothenbucher Totholz- und Biotopbaumkonzept bewirtschaftet werden, hinsichtlich Struktur und Artenvielfalt von vergleichbaren Endnutzungsbeständen ohne dieses Konzept unterscheiden. Dabei soll auch die Übertragbarkeit auf andere Laubwaldgebiete untersucht werden.

Langzeitverhalten von Metall- und Elastomerdichtungen sowie von Polyethylen als sicherheitsrelevante Komponenten von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe (LaMEP)

Das Projekt "Langzeitverhalten von Metall- und Elastomerdichtungen sowie von Polyethylen als sicherheitsrelevante Komponenten von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe (LaMEP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen Prognosemodelle zur Bewertung der Langzeiteignung von Metall- und Elastomerdichtungen sowie von Polyethylen als sicherheitsrelevante Komponenten von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe (TLB) entwickelt werden. Die Erfassung und Beschreibung der grundlegenden physikalischen und chemischen Eigenschaftsveränderungen infolge Betriebs- und Störfallbeanspruchungen mit Hilfe experimenteller Untersuchungen stellt dabei die Basis dar. Das Ziel ist die Entwicklung geeigneter Prognosemethoden und deren Verifikation zur- Ableitung von sicherheitstechnisch belastbaren Aussagen zur weitergehenden Langzeiteignung der Behälterkomponenten. Die Arbeitsplanung besteht aus einzelnen Arbeitspaketen, die teils parallel und teilweise konsekutiv bearbeitet werden. Zentrale Bestandteile sind: Für die Untersuchungen von Metalldichtungen sollen dafür beschaffte Dichtungen thermisch gealtert und deren Funktion zu verschiedenen Zeitpunkten überprüft werden. Ergänzt wird dies mit einer zusätzlichen Untersuchung der Dichtungskomponenten. Teilweise kann auf bereits vorhandene Proben aus früheren Projekten zurückgegriffen werden. Bei den Elastomerdichtungen sollen die Einflüsse thermischer Alterung auf die Materialeigenschaften und die Funktion untersucht werden. Dafür werden Dichtungen einer thermischen Alterung ausgesetzt und anschließend charakterisiert werden. Ein Vergleich mit genormten Vorgehensweisen und eine Prüfung der Aussagefähigkeit von Extrapolationsmodellen wird durchgeführt. Dazu werden teilweise Proben neu eingelagert, teilweise kann auf vorhandene Proben aus früheren Arbeiten zurückgegriffen werden. Die Untersuchung von Neutronenabschirmmaterial beinhaltet einerseits zu geringen Anteil Untersuchungen zur Eigenschaftsveränderung von gealterten Materialien und primär die Konstruktion und Inbetriebnahme einer Apparatur zur Werkstoffuntersuchung im Großmaßstab.

Hydromorphologische Bedingungen und deren Wechselwirkungen mit der Makrozoobenthosbesiedlung - Ergebnisse, Schlussfolgerungen, Auswirkungen auf die Umsetzung der WRRL

Das Projekt "Hydromorphologische Bedingungen und deren Wechselwirkungen mit der Makrozoobenthosbesiedlung - Ergebnisse, Schlussfolgerungen, Auswirkungen auf die Umsetzung der WRRL" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) durchgeführt. Erarbeitung von Vorschlägen zum erforderlichen Untersuchungsumfang im Hinblick auf die ökologische Zustandsbewertung und im Hinblick auf die Übertragbarkeit der Ergebnisse. Die Ergebnisse sollen als Grundlage für die Übertragung von Bewertungen auf nicht untersuchte Gewässerabschnitte dienen und bei der Auswahl ggf. erforderlicher Maßnahmen helfen.

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