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Spezielle Untersuchungen zum Sauerstoffhaushalt

Als Grundlage fuer die Beurteilung der Auswirkung wasserbaulicher und wasserguetewirtschaftlicher Massnahmen auf den Sauerstoffhaushalt von Fliessgewaessern werden untersucht: A: Der Einfluss der Primaerproduktion auf den Stoffhaushalt; B: Einfluss des Zooplankton auf den Stoffhaushalt; C: Beteiligung der Gewaessersohle am Stoffhaushalt; D: Einfluss der Nitrifikation auf den Stoffhaushalt. Durch Untersuchungen im Rahmen von Flussbereisungen und durch spezielle Laborexperimente werden die Wissensluecken nach und nach geschlossen.

Belueftung von Talsperren unter Erhaltung der Schichtung

Der Wahnbachtalsperrenverband hat ein Belueftungssytem entwickelt, bei dem die waehrend der Sommermonate thermisch bedingte Schichtung in der Talsperre trotz eingeblasener Luft erhalten bleibt und auf diese Weise der Kaltwasservorrat auch waehrend des Sommers zur Trinkwasserversorgung zur Verfuegung steht; ausserdem wird ein Naehrstofftransport in die tropogene Zone vermieden; die Auswirkungen dieses Belueftungsgeraetes auf die chemischen Reaktionen in der Sediment-Wasser-Grenzschicht, die Steuerung der Belueftung, die Prognose der zu installierenden Leistung von Belueftungsgeraeten bei Neuanlagen, die Auswirkung auf die Oekologie des Sees werden studiert.

ANK-LK: Klimaresilienter ökologischer Lebensraum im und am Burgwallbacher See für Mensch, Tier und Pflanzenwelt

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - International Ocean Discovery Program, Teilprojekt: Entwicklung eines 3,5 Millionen Jahre langen Index der Dipolvariabilität im Indischen Ozean

Der Indische Ozean Dipol (IOD) ist der bestimmende Modus der jährlichen Variabilität der Meeresoberflächentemperaturen (SST) im tropischen Indischen Ozean. Der IOD repräsentiert warme (positive) und kalte (negative) SST-Schwankungen zwischen dem westlichen und östlichen Teil des Indischen Ozeans. Vom IOD verursachte extreme Klimaereignisse (z.B: Dürren in Australien, Überschwemmungen in Ostafrika) werden, angetrieben durch die Zunahme von Treibhausgasen, voraussichtlich in Zukunft häufiger auftreten. Trotz potentiell tiefgreifender Auswirkungen auf die angrenzenden Regionen mit mehr als 2 Milliarden Einwohnern ist die die postulierte Sensitivität des IOD gegenüber CO2 Variationen unzureichend erforscht. Hier könnte die Erforschung der IOD-Variabilität während geologischer Zeitintervalle mit höheren CO2-Gehalten einen wichtigen Beitrag leisten. Bisher fehlen jedoch geeignete paläoklimatologische Datensätze aus der Kernregion des IOD im Indischen Ozean weitgehend.Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, IOD-Veränderungen während der letzten 3,5 Millionen Jahre mittels eines neuen IOD-Proxies zu entschlüsseln. Dieser Zeitraum war durch erhebliche Schwankungen im globalen CO2-Gehalt gekennzeichnet und umfasst die Spät-Pliozäne Warmphase, die als Analogon für den künftigen Klimawandel gilt. Im Zentrum dieses Projekts steht die Hypothese, dass IOD-bedingte Schwankungen der Oberflächenwinde die tiefe meridionale Umwälzungszirkulation im Indischen Ozean beeinflussen. Basierend auf rezenten Beobachtungsdaten verursacht die Schwächung (Verstärkung) des Ekman-Transports während positiver (negativer) IOD-Phasen eine geringere (verstärkte) Belüftung des Tiefwasserregimes und folglich ein Aufsteigen (Absinken) der Lysokline. Diese neuen hydrografischen Erkenntnisse eröffnen somit einen völlig neuen Weg für die Erforschung vergangener IOD-Veränderungen. Daher zielt dieses Projekt darauf ab, Änderungen der Tiefenwasserbelüftung im westlichen Indischen Ozean als Index für die IOD-Variabilität heranzuziehen. In diesem Projekt sollen daher speziell zwei Hypothesen getestet werden:1) Karbonatlösungsszyklen sind Indikatoren für Veränderungen der Tiefenwasserbelüftung im westlichen Indischen Ozean und repräsentieren ein Maß für die Intensität des IOD,2) Die Amplitude des IOD ist linear korreliert mit Änderungen des globalen CO2-Gehalts.Um die Variabilität der Tiefwasserventilation in hoher zeitlicher Auflösung zu entschlüsseln, wird der Sedimentkern ODP 709 aus dem westlichen äquatorialen Indischen Ozean, einer Schlüsselregion des IOD, untersucht. Dabei werden Daten aus zeitlich hochaufgelösten XRF-Messungen mit stabilen Isotopen und Mg/Ca-basierend Meeresoberflächentemperaturen anhand von benthischen und planktischen Foraminiferen kombiniert. Die Synthese der gesammelten Daten erlaubt die Entwicklung deines Vergleichsindex der IOD-Variabilität für die letzten 3,5 Millionen Jahre.

Kuenstliche Belueftung des Teltowkanals zur Sauerstoffanreicherung des Kanalwassers

Belueftung des Hallwilersees

Interne Sanierung des Hallwilersees mittels Belueftung und Zwangszirkulation (System Tanytarsus). In diesem Zusammenhang wird der See regelmaessig mit Hilfe physikalischer, chemischer und biologischer Analysen untersucht.

Tiefschachtbelueftung fuer Seesanierungen u. Abwasser- resp. Schlammbehandlung

Entwicklung von wirtschaftlichen Sauerstoffeintrag-Systemen nach eigenem Tiefschachtprinzip, basierend auf Versuchsanlagen. Bau von verschiedenen Anlagen und langfristige Beobachtungen der Auswirkung der Belueftung auf die Wasserqualitaet von Seen.

PalMod 2.1 Mariner Kohlenstoffkreislauf^Teilprojekt 6 Transiente glaziale Simulationen mit Hilfe eines optimalitätsbasierten marinen Ökosystemansatzes im Modell UVic, Teilprojekt 5: Simulationen der glazialen Kohlenstoffisotope mit dem Modell CESM

waveSTEPS - Wellenauflauf und Wellenüberlauf an getreppten Deckwerken, Vorhaben: Fließgewässerhydraulik und Strömungs-Bauwerk-Interaktion (waveSTEPS_B)

Die Arbeiten befassen sich mit experimentellen Untersuchungen zum Fließwiderstand in Rinnen mit getreppter Sohle unter stationären Strömungsbedingungen. Hiermit wird das Ziel verfolgt, die grundlegenden, Energie abbauenden Prozesse systematisch zu untersuchen und die Erkenntnisse auf den zeitlich veränderlichen - und damit messtechnisch schwieriger zu erfassenden - Fall des Wellenauflaufs auf getreppte Deckwerke zu übertragen. Die Energie abbauenden Prozesse sollen in der Strömungsrinne der FH Aachen untersucht werden. Hierzu werden getreppte Sohlen mit variierenden Geometrien eingebaut und die Geschwindigkeitsfelder für unterschiedliche Fließzustände analysiert. In einem ersten Schritt werden dazu horizontale Sohlen betrachtet, um ein grundsätzliches Verständnis über die maßgebenden hydraulischen Prozesse zu erlangen. Um die gewonnenen Erkenntnisse später auf den Fall des Wellenauflaufs auf getreppte Deckwerke übertragen zu können, werden in einem zweiten Schritt Strömungen auf getreppten Sohlen mit Gegengefälle betrachtet. Hiermit wird dem Einfluss der Gravitation Rechnung getragen. Beide Versuchsreihen werden unter stationären Randbedingungen durchgeführt, um die maßgebenden Parameter (Geschwindigkeitsverteilungen und Fließtiefen) über einen längeren Zeitraum untersuchen zu können. Zur Messung der Geschwindigkeitsfelder werden sowohl intrusive Messsonden als auch eine Hochgeschwindigkeitskamera eingesetzt. Fließtiefen werden mit Ultraschallsensoren gemessen. Da die zu untersuchende Strömung hochturbulent ist und durch signifikanten Lufteintrag, welcher sich unmittelbar auf Fließwiderstände auswirkt, geprägt ist, wird zusätzlich der lokale Luftgehalt im Strömungsfeld messtechnisch ermittelt. Alle Versuchsergebnisse sollen dem Projektpartner (Untersuchung des instationären Wellenauflaufs in einem Wellenkanal) durch ständigen Datenaustausch zur Verfügung gestellt werden, um das Versuchsprogramm bei Bedarf an den fortschreitenden Erkenntnisgewinn anpassen zu können.

Steuerung der natuerlichen Kalzitfaellung zur Sanierung eutropher Seen

Eine kombinierte Technologie von kuenstlicher Kalzitfaellung und Tiefenwasserbelueftung zur Restaurierung geschichteter, eutrophierter Seen wurde in Enclosuresversuchen in einem eutrophen See (Dagowsee, Brandenburg) getestet (S 82, Abb 6; Dittrich et al 1995). Dafuer wurde eine speziell konstruierte Tiefenwasserbelueftungsanlage (TIBEAN) eingesetzt. Die TIBEAN wurde in einem Enclosure einer Versuchsanlage (4 Enclosures, Durchmesser: 10 m; Tiefe: 9 m, Volumen: ca 700 m3) installiert. Waehrend der Sommerstagnation wurde in mehreren Intervallen das Hypolimnion kurzzeitig belueftet und gleichzeitig ueber eine pH-gesteuerte CaO-Zugabe die Kalksaettigung im Hypolimnion erhoeht. Der Saettigungsindex stieg von Werten um 1 auf etwa 20. Die dadurch induzierte CaCO3-Ausfaellung im Hypolimnion erhoehte die Kalzitkonzentration von 0,1 mg pro l auf 10 mg pro l. Im Versuchsenclosure (keine Behandlung) nach einem Jahr eine Orthophosphat- und Gesamtphosphoreliminierung von 96 Prozent bzw 73 Prozent. Der pH-Wert in den oberen zwei Zentimetern des Profundalsedimentes erhoehte sich nach der CaO-Zugabe von ca 7,5 auf 8. Im sedimentnahen Wasserbereich kam es waehrend der Sommerstagnation zu keinem Anstieg der Phosphorkonzentration durch Phosphorrueckloesung aus dem Sediment. Paralles durchgefuehrte Enclosureexperimente mit CaCO3-Zugaben in das Epilimnion erbrachten eine geringere Phosphoreliminierung. Nach der Herbstvollzirkulation stellten sich in Kontroll- und CaCO3-behandelten Enclosures annaehernd die gleichen Naehrstoffkonzentrationen ein. In den Luzinseen und im Tollensesee (Mecklenburg-Vorpommern) wurden die kontinuierlichen Untersuchungen an mehr als 20 trophischen Kriterien zu Wasser- und Sedimentbeschaffenheit fortgesetzt. Hohe Phosphorkonzentrationen im Freiwasser, anaerobe Verhaeltnisse im Hypolimnion und ausgepraegte natuerliche Kalzitfaellungen ergeben guenstige Voraussetzungen fuer die Restaurierung der ehemals oligotrophen Luzinseen durch die Kopplung von hypolimnischer CaO-Zugabe und Tiefenwasserbelueftung. Das Pilotprojekt beginnt 1996.

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