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Stadtklimaanalyse Hamburg 2023

Die Stadtklimaanalyse Hamburg 2023 basiert auf einer modellgestützten Analyse zu den klimaökologischen Funktionen für das Hamburger Stadtgebiet. Die Berechnung mit FITNAH 3D erfolgte in einer hohen räumlichen Auflösung (10 m x 10 m Raster) und liefert Daten und Aussagen zur Temperatur und Kaltluftentstehung in Hamburg. Die Untersuchung wurde auf der Annahme einer besonders belastenden Sommerwetterlage für Mensch und Umwelt mit geringer Luftbewegung und hoher Temperaturbelastung erstellt. Als Grundlage für die flächenbezogenen Bewertungen und deren räumliche Abgrenzungen diente der ALKIS-Datensatz „Bodennutzung“ der Freien und Hansestadt Hamburg, Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV) mit Stand Dezember 2022. Weitere Informationen zur Stadtklimaanalyse Hamburg 2023 sind unter folgendem Link abrufbar: https://www.hamburg.de/politik-und-verwaltung/behoerden/bukea/themen/hamburgs-gruen/landschaftsprogramm/stadtklimaanalyse-hamburg-896054 Dort stehen der Erläuterungsbericht, die Analyse- und Bewertungskarten sowie eine Erläuterungstabelle für den Datensatz, der als Grundlage für die Ebenen 11 bis 14 dient, zum Download zur Verfügung. Die Ebenen des Geodatensatzes „Stadtklimaanalyse Hamburg 2023“ werden wie folgt präzisiert: 01 Windvektoren um 4 Uhr (aggregierte 100 m Auflösung) Die bodennahe Temperaturverteilung bedingt horizontale Luftdruckunterschiede, die wiederum Auslöser für lokale thermische Windsysteme sind. Ausgangspunkt dieses Prozesses sind die nächtlichen Temperaturunterschiede, die sich zwischen Siedlungsräumen und vegetationsgeprägten Freiflächen einstellen. An den geneigten Flächen setzt sich abgekühlte und damit schwerere Luft in Richtung zur tiefsten Stelle des Geländes als Kaltluftabfluss in Bewegung. Das sich zum nächtlichen Analysezeitpunkt 4 Uhr ausgeprägte Kaltluftströmungsfeld wird über Vektoren abgebildet, die für eine übersichtlichere Darstellung auf 100 m x 100 m Kantenlänge aggregiert werden. 02 Flurwinde und Kaltluftabflüsse Bei den nächtlichen Windsystemen werden Flurwinde von Kaltluftabflüssen unterschieden. Flurwinde werden durch den horizontalen Temperaturunterschied zwischen kühlen Grünflächen und warmer Bebauung ausgelöst. Kaltluftabflüsse bilden sich über Oberflächen mit Hangneigungen von mehr als 1 ° aus. 03 Bereiche mit besonderer Funktion für den Luftaustausch Diese Durchlüftungszonen verbinden Kaltluftentstehungsgebiete (Ausgleichsräume) und Belastungsbereiche (Wirkungsräume) miteinander und sind aufgrund ihrer Klimafunktion elementarer Bestandteil des Luftaustausches. Es handelt sich i.d.R. um gering überbaute und grüngeprägte Strukturen, die linear auf die jeweiligen Wirkungsräume ausgerichtet sind und insbesondere am Stadtrand das Einwirken von Kaltluft aus den Kaltluftentstehungsgebieten des Umlandes begünstigen. 04 Kaltlufteinwirkbereich innerhalb von Bebauung und Verkehrsflächen Hierzu zählen Siedlungs- und Verkehrsflächen, die sich im „Einwirkbereich“ eines klimaökologisch wirksamen Kaltluftstroms mit einem Wert von mehr als 5 m³/(s*m) befinden. Hier ist sowohl im bodennahen Bereich als auch darüber hinaus eine entsprechende Durchlüftung vorhanden. Die Eindringtiefe der Kaltluft beträgt, abhängig von der Bebauungsstruktur, zwischen ca. 100 m und bis zu 700 m. Darüber hinaus spielt auch die Hinderniswirkung des angrenzenden Bebauungstyps eine wesentliche Rolle. 05 Gebäude (Bestand und Planung) Mithilfe der Gebäudegrenzen werden Effekte auf das Mikroklima sowie insbesondere das Strömungsfeld berücksichtigt. Als Grundlage dient der ALKIS-Datensatz „Gebäude“ der Freien und Hansestadt Hamburg, Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV) mit Stand Dezember 2022. Dieser Datensatz wurde anhand ausgewählter, zum Zeitpunkt der Bearbeitung im Verfahren sowie in Planung befindlicher Bebauungspläne und Großprojekte modifiziert. 06 Windgeschwindigkeit um 4 Uhr Siehe Hinweise zur Ebene 01 Windvektoren um 4 Uhr (aggregierte 100 m Auflösung). Die Rasterzellen stellen ergänzend zu den Windvektoren die Windgeschwindigkeit flächenhaft in 10 m x 10 m Auflösung dar. 07 Kaltluftvolumenstromdichte um 4 Uhr Der Kaltluftvolumenstrom beschreibt diejenige Menge an Kaltluft in der Einheit m³, die in jeder Sekunde durch den Querschnitt beispielsweise eines Hanges oder einer Kaltluftleitbahn fließt. Der Volumenstrom ist ein Maß für den Zustrom von Kaltluft und bestimmt neben der Strömungsgeschwindigkeit die Größenordnung des Durchlüftungspotenzials. Zum Zeitpunkt 4 Uhr morgens ist die Intensität der Kaltluftströme voll ausgeprägt. 07a Kaltluftvolumenstromdichte um 4 Uhr in den Grün- und Freiflächen Reduzierung der Ebene 07 Kaltluftvolumenstromdichte um 4 Uhr auf die Grün- und Freiflächen. 08 Lufttemperatur um 4 Uhr Der Tagesgang der Lufttemperatur ist direkt an die Strahlungsbilanz eines Standortes gekoppelt und zeigt daher i.d.R. einen ausgeprägten Abfall während der Abend- und Nachtstunden. Dieser erreicht kurz vor Sonnenaufgang des nächsten Tages ein Maximum. Das Ausmaß der Abkühlung kann je nach meteorologischen Verhältnissen, Lage des Standorts und landnutzungsabhängigen physikalischen Boden- bzw. Oberflächeneigenschaften große Unterschiede aufweisen. Besonders auffällig ist das thermische Sonderklima der Siedlungsräume mit seinen gegenüber dem Umland modifizierten klimatischen Verhältnissen. 08a Lufttemperatur um 4 Uhr im Siedlungsraum Reduzierung der Ebene 08 Lufttemperatur um 4 Uhr auf die Siedlungsflächen. 08b Lufttemperatur um 4 Uhr in den Verkehrsflächen Reduzierung der Ebene 08 Lufttemperatur um 4 Uhr auf die Verkehrsflächen. 09 Lufttemperatur um 14 Uhr Die Lufttemperatur am Tage ist im Wesentlichen durch die großräumige Temperatur der Luftmasse in einer Region geprägt und wird weniger stark durch Verschattung beeinflusst, wie es bei der PET der Fall ist (Erläuterung „PET“ siehe Ebene 10 und 13). Daher weist die für die Tagsituation modellierte Lufttemperatur eine homogenere Ausprägung auf. 10 Physiologisch Äquivalente Temperatur (PET) um 14 Uhr Meteorologische Parameter wirken nicht unabhängig voneinander, sondern in biometeorologischen Wirkungskomplexen auf das Wohlbefinden des Menschen ein. Zur Bewertung werden Indizes verwendet (Kenngrößen), die Aussagen zur Lufttemperatur und Luftfeuchte, zur Windgeschwindigkeit sowie zu kurz- und langwelligen Strahlungsflüssen kombinieren. Wärmehaushaltsmodelle berechnen den Wärmeaustausch einer „Norm-Person“ mit seiner Umgebung und können so die Wärmebelastung eines Menschen abschätzen. Die hier genutzte Kenngröße PET (Physiologisch Äquivalente Temperatur, VDI 3787, Blatt 9) bezieht sich auf außenklimatische Bedingungen und zeigt eine starke Abhängigkeit von der Strahlungstemperatur. Mit Blick auf die Wärmebelastung ist sie damit vor allem für die Bewertung des Aufenthalts im Freien am Tage sinnvoll einsetzbar. 11 Bewertung nachts Siedlungs- und Verkehrsflächen: mittlere Lufttemperatur um 4 Uhr Zur Bewertung der bioklimatischen Situation wird die nächtliche Überwärmung in den Nachtstunden (4 Uhr morgens) herangezogen und räumlich differenziert betrachtet. Der nächtliche Wärmeinseleffekt wird anhand der Differenz zwischen der durchschnittlichen Lufttemperatur einer Siedlungs- oder Verkehrsfläche und der gesamtstädtischen Durchschnittstemperatur von etwa 17,1 °C bewertet. Die mittlere Überwärmung pro Blockfläche wird in fünf Bewertungsstufen untergliedert und reicht von sehr günstig (≥ 15,8 °C) bis sehr ungünstig (>= 20 °C). 12 Bewertung nachts Grün- und Freiflächen: bioklimatische Bedeutung Bei der Bewertung der bioklimatischen Bedeutung von grünbestimmten Flächen ist insbesondere die Lage der Grün- und Freiflächen zu Leitbahnen sowie zu bioklimatisch ungünstig oder weniger günstig bewerteten Siedlungsflächen entscheidend. Es handelt sich um eine anthropozentrisch ausgerichtete Wertung, die die Ausgleichsfunktionen der Flächen für den derzeitigen Siedlungsraum berücksichtigt. Die klimaökologischen Charakteristika der Grün- und Freiflächen werden anhand einer vierstufigen Skala (sehr hohe bioklimatische Bedeutung bis geringe bioklimatische Bedeutung) bewertet. 13 Bewertung tags Siedlungs- und Verkehrsflächen: bioklimatische Bedeutung (PET 14 Uhr) Zur Bewertung der Tagsituation wird der humanbioklimatische Index PET um 14:00 Uhr herangezogen. Für die PET existiert in der VDI-Richtlinie 3787, Blatt 9 eine absolute Bewertungsskala, die das thermische Empfinden und die physiologischen Belastungsstufen quantifiziert. Die Bewertung der thermischen Belastung im Stadtgebiet Hamburg orientiert sich daran und reicht auf einer fünfstufigen Skala von extrem belastet (> 41 °C) bis schwach belastet ( 41 °C) zu einer sehr geringen Aufenthaltsqualität führt. 14 Bewertung tags Grün- und Freiflächen: Aufenthaltsqualität (PET 14 Uhr) Die Zuweisung der Aufenthaltsqualität von Grün- und Freiflächen in der Bewertungskarte beruht auf der jeweiligen physiologischen Belastungsstufe. Es werden vier Bewertungsstufen unterschieden. Eine hohe Aufenthaltsqualität ergibt sich aus einer schwachen oder nicht vorhandenen Wärmebelastung (PET 41 °C) zu einer sehr geringen Aufenthaltsqualität führt.

Stadtstruktur / Stadtstruktur - Flächentypen differenziert 2020

Die Auswirkungen der städtischen Besiedlung auf die Umwelt sind in besonderem Maße von der Art und der Intensität der menschlichen Nutzung abhängig. Aus diesem Grunde können die Wirkungen auf die Umwelt eng an Nutzungen und Baustrukturen gekoppelt werden. Im Laufe der städtebaulichen Entwicklung Berlins ist eine vielschichtige Bau- und Freiraumstruktur entstanden. In der Karte „Stadtstruktur – Flächentypen differenziert“ (06.08) werden 52 Flächentypen abgegrenzt und beschrieben, die anhand ihrer typischen Nutzung, Entstehungszeit und Bau- und Freiflächenstruktur definiert wurden. Zur besseren Lesbarkeit wurden diese in der Karte „Stadtstruktur“ (06.07) zu 16 Stadtstrukturtypen sowie Gewässer zusammengefasst. Die Flächentypen dienen dazu, die Nutzungen der bebauten Flächen (WOZ, vgl. Beschreibung der Karten „Reale Nutzung der bebauten Flächen“ (06.01) und „Grün- und Freiflächenbestand“ (06.02)) weiter zu differenzieren. Besonders für die Flächennutzung „Wohnen“ ist eine weitere Unterteilung erforderlich. Zum einen nehmen die Flächen mit Wohnbebauung mit mehr als der Hälfte der baulich genutzten Fläche und mehr als einem Viertel der Gesamtfläche Berlins eine bedeutende Stellung ein und zum anderen deckt diese Nutzung ein breites Spektrum an Ausprägungen, vom Einfamilienhausgebiet bis zur Großsiedlung, ab. Für die Nutzung der Daten ist jedoch gerade diese weitere Differenzierung der Wohngebiete von besonderem Interesse, da die verschiedenen städtebaulichen oder umwelt¬bezogenen Indikatoren und Kenngrößen in hohem Maße von der Stadtstruktur abhängig sind. Dabei spielen das Baualter, die Höhe, die Dichte und die Anordnung der Gebäude zueinander sowie die charakteristische Freiraumstruktur eine besondere Rolle. Demgegenüber entsprechen die Typen der Grün- und Freiflächen weitgehend den Nutzungen der Karte „Grün- und Freiflächenbestand“ (06.02) (GRZ, vgl. Beschreibung der Karte) oder fassen diese sogar zusammen. Die Kenntnis dieser unterschiedlichen Strukturtypen bildet in Zusammenhang mit der Realnutzungskartierung der Karten 06.01 und 06.02 des Umweltatlasses (SenStadtWohn 2021d und 2021e) eine wesentliche Grundlage für städtebauliche und landschaftsplanerische Untersuchungen und Entwicklungsvorhaben auf übergeordneter wie lokaler Ebene. Mit ihrer Hilfe lassen sich zudem Erkenntnisse über die Ausbildung der Biotop- und Vegetationsstrukturen, der Klimaverhältnisse, der Bodenbeschaffenheit, der Versiegelungsintensität oder der Grundwasserneubildung ableiten. Von der räumlichen und fachlichen Differenzierung her sind die Kartierungen vor allem für stadtweite Analysen, Modelle, Programme und Planungen im Umweltbereich von grundlegender Bedeutung. Da nicht alle für bestimmte Berechnungen oder Planungen erforderlichen Daten vorliegen oder mit vertretbarem Aufwand vor Ort erhoben werden können, werden den Kartiereinheiten durch Stichprobenkartierung vor Ort Literaturwerte oder durch gutachterliche Abschätzung Kennwerte oder Indikatoren zugeordnet, die dann über die flächendeckend vorliegende Kartierung von Nutzung und Stadtstruktur mit für viele Anwendungsfälle hinreichender Genauigkeit auf die gesamte Stadt übertragen werden. Siedlungsentwicklung Berlins Die natürliche Landschaft und die Siedlungsentwicklung haben gleichermaßen die Stadtstruktur Berlins geprägt. Reste der landwirtschaftlich genutzten Flächen sowie durch Gewässer und Wald geprägte Landschaften sind bis heute von Bebauung frei geblieben: die Wälder im Südosten Berlins zwischen Spree und Dahme und im Westen an der Havel sowie größere zusammenhängende Landwirtschaftsflächen im Nordosten der Stadt. Von den einst zahlreich vorhandenen Bächen, Gräben, Pfuhlen und Feuchtgebieten sind nur noch einzelne wiederzufinden. Nach 1880 – Gründerzeit Am deutlichsten veränderte sich das Erscheinungsbild Berlins am Ende des 19. Jahrhunderts, als sich die Stadt zu einem industriellen Zentrum entwickelte. Mit zunehmenden Arbeitsmöglichkeiten strömten viele Menschen nach Berlin, ein wachsender Wohnungsbedarf war die Folge. Die Bautätigkeit wurde in Bebauungsplänen und Bauordnungen geregelt, in denen Straßenbegrenzungslinien, die Größe der Blöcke, die Mindestgröße der Höfe und die Höhe der Gebäude festgelegt waren. So entstand zwischen 1880 und 1918 innerhalb der Ringbahn die für Berlin typische dichte Blockbebauung mit engen, teilweise mehreren aufeinander folgenden Hinterhöfen. Diese Baustruktur wurde durch einzelne Schmuckplätze und Parkanlagen sowie Friedhöfe gegliedert. In den damaligen Vororten (z. B. Friedenau) ließ die Bauordnung von 1892 gegenüber der Innenstadt eine geringere Grundstücksausnutzung zu. In diesen Bereichen entstanden die niedrigere und etwas großzügiger angelegte Blockbebauung mit Schmuck- und Gartenhofstruktur und die Villenbebauung. Nach 1918 – Groß-Berlin Neue Bauformen entwickelten sich großflächig erst, nachdem 1918 per Gesetz die Errichtung von Seitenflügeln und Quergebäuden verboten wurde. Gleichzeitig lösten gemeinnützige Wohnungsbaugesellschaften die privaten Bauherren als Hauptträger des Wohnungsbaus ab. Sie ersetzten die bisher vorherrschende parzellenweise Bebauung durch größere, zusammenhängende Wohnsiedlungen außerhalb der Ringbahn, am damaligen Stadtrand Berlins. Begünstigt wurde diese Entwicklung durch den Zusammenschluss von Berlin mit seinen Umlandgemeinden zu Groß-Berlin im Jahr 1920, was eine einheitliche Bauplanung ermöglichte. Auch den siedlungsbezogenen Freiräumen wurde größere Bedeutung beigemessen, was sich in Größe, Nutzbarkeit und Gestaltung der nicht bebauten Siedlungsräume, aber auch in der öffentlichen Freiraumgestaltung zeigte. In dieser Zeit entstanden die großen Volksparks und Kleingartenanlagen, die sich ringförmig um den Innenstadtkern der Jahrhundertwende erstreckten. Einige Siedlungen mit ihrem Wald- und Obstbaumbestand, wie die Zehlendorfer Onkel-Tom-Siedlung, weisen zudem noch auf den früheren Landschaftscharakter hin. Nach 1945 – Die geteilte Stadt Massive Zerstörungen während des 2. Weltkriegs und die politische Spaltung Berlins im Jahr 1948 beeinflussten die weitere städtebauliche Entwicklung. 30 % aller Gebäude waren damals total zerstört oder schwer beschädigt. Zerstörungen nahezu gleichen Ausmaßes – mit stellenweise destruktiven Wirkungen auf den historischen Stadtgrundriss und die Bausubstanz – gingen in den nachfolgenden Jahrzehnten mit den teils radikal umgesetzten Plänen, wie z. B. der autogerechten Stadt und dem sozialistischen Städtebau, in beiden Stadthälften einher. Der Westteil der Stadt erhielt im Rahmen des Wiederaufbauprogramms (Marshall-Plan) wirtschaftliche Hilfen. So konnten die Kriegszerstörungen durch große Bautätigkeit in den 1950er und 1960er Jahren kontinuierlich beseitigt werden. In der Innenstadt wurden kriegsbedingte Baulücken geschlossen bzw. ganze Blöcke durch Flächensanierung und Sanierung durch Entkernung, verbunden mit Abriss und Neubau, umgestaltet. Entwicklungsziele waren damals die Entlastung der dichten Innenstadtbebauung, die Trennung der städtischen Funktionen und die Schaffung breiter Trassen für den motorisierten Individualverkehr. Im Stadtrandbereich entstanden große geschlossene neue Wohnsiedlungen mit relativ hohem Freiflächenanteil als Abstandsgrün und Industriegebiete zwischen alten Dorfkernen auf ehemaligen Freiflächen. Ab Ende der 1970er Jahre begann sich die Baupolitik auf die Wiederbelebung der Innenstadt zu konzentrieren. Die Wiedergewinnung der durch Krieg und Mauerbau weitgehend zerstörten historischen Innenstadt war das zentrale Thema der Internationalen Bauaustellung 1984/87. Die Bautätigkeit beschränkte sich im Wesentlichen auf kleinere brachliegende Flächen verstreut im Stadtgebiet und auf die behutsame Sanierung vorhandener Bausubstanz. Im Ostteil Berlins, der zunächst keine wirtschaftliche Unterstützung erhielt, sondern im Gegenteil durch Reparationen zusätzlich belastet war, begann der Wiederaufbau in größerem Stil erst nach dem Mauerbau 1961 und mit der Industrialisierung des Ost-Berliner Bauwesens. Im Mittelpunkt stand in den 1960er Jahren die Neugestaltung des Stadtzentrums auf kriegszerstörten und kahl geschlagenen Flächen. Damals war geplant, die alte Bebauung der Vorkriegszeit als kapitalistisches Erbe nicht wieder aufzubauen, die verbliebenen Reste auf weiteren Flächen abzureißen und durch einen sozialistischen Städtebau zu ersetzen. Neuer Wohnraum entstand in den 1950er und 1960er Jahren relativ wenig. Als Folge großer Unzufriedenheit der Bevölkerung mit dem unzureichenden Wohnungsangebot wurde 1971 die Wohnungsbaupolitik zum Schwerpunkt des sozialen Programms der DDR erklärt. Die Großsiedlungen entstanden im Ostberliner Zentrum und vor allem in großem Maßstab am Stadtrand in Marzahn, Hohenschönhausen, Lichtenberg und später in Hellersdorf. Sie wurden in industrieller Fertigbauweise errichtet. In diesem Zuge entstanden ebenfalls in der Peripherie Berlins neue Kleingartenareale. Erst spät wurde die vorhandene Altbausubstanz als erhaltenswerter Wohnraum erkannt, für deren Sanierung jedoch kaum Mittel bereitstanden. Nach 1989 – Die wiedervereinte Stadt Bis 1992 wurden die im Bau befindlichen Plattenbausiedlungen im Ostteil der Stadt fertig gestellt. Im Westteil wurden in dieser Phase nur geringfügige Ergänzungen im Baubestand vorgenommen. In den Jahren 1993 bis 1997 war die Siedlungsentwicklung zum einen durch die Entstehung neuer Vorstädte im Außenbereich, wie zum Beispiel auf ehemaligen Äckern in Karow-Nord, geprägt. Zum anderen wurden in den Folgejahren im Stadtzentrum zahlreiche Großprojekte wie rund um den Potsdamer Platz errichtet. Zudem wurden im Rahmen der städtebaulichen Entwicklungsmaßnahme „Hauptstadt Berlin – Parlaments- und Regierungsviertel“ in der Mitte Berlins zahlreiche Regierungsbauten errichtet sowie öffentliche Räume und Mahnmale angelegt. Zugleich wurden weitere städtebauliche Entwicklungsbereiche auf einigen ausgedehnten Konversionsflächen (vorwiegend ehemals von Gewerbe, Forschung, Industrie und Militär / Polizei genutzte Flächen), z. B. in Johannisthal / Adlershof, im Bereich der Rummelsburger Bucht und an der Oberhavel, förmlich festgelgt und Konzepte entwickelt, um die Entstehung neuer urbaner Stadtteile zu befördern. Mitte der 1990er Jahre wurde klar, dass der erwartete Entwicklungsboom Berlins ausblieb. Die Abwanderung ins Umland wurde zum dominierenden demografischen Faktor. Der Wohnungsmarkt entspannte sich, erste Büro- und Gewerbebauten standen leer. Aufgrund dieser geänderten entwicklungspolitischen und ungünstigen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen wurden die ursprünglichen Planungsziele nachgesteuert und Baumassen deutlich verringert. So wurde die Entwicklungsmaßnahme Wasserstadt Berlin-Oberhavel in Spandau bereits im Jahr 2006 aufgehoben, die Baumaßnahmen eingestellt. Für die noch nicht bebauten Flächen im Entwicklungsbereich Rummelsburger Bucht wurden weniger massive Bautypologien entwickelt und realisiert. Seit 1997 verlief der Wohnungsneubau in Berlin rückläufig und hatte im Jahr 2000 infolge des Abbaus von Förderungen wieder das Niveau von 1991 erreicht. Bis ca. 2011 stagnierte der Wohnungsbau danach auf niedrigem Niveau. An die Stelle von Großbauprojekten traten in dieser Zeit individuelle Baulückenschließungen, Bestandsausbau und Nachverdichtung vornehmlich auf Flächen der Innenentwicklung. Den Schwerpunkt bildeten dabei Mehrfamilienhäuser mit größeren Eigentumswohnungen sowie Ein- bis Zweifamilienhäuser. Dementsprechend konzentrierte sich der Wohnungsneubau auf die Bezirke und Ortsteile Spandau, Weißensee, Pankow, Treptow, Köpenick, Marzahn und Hellersdorf, wo in Bestandsgebieten offener Bauweise eine Nachverdichtung stattfand (vgl. FNP-Bericht 2020 , SenStadtWohn 2020a). Zudem wurden große Teile der Innenstadt-Altbauquartiere vorwiegend im Ostteil der Stadt ebenso wie nahezu alle Plattenbau-Großsiedlungen mit Hilfe verschiedener Förderprogramme zur Stadterneuerung und zum Stadtumbau in der Bausubstanz und im Wohnumfeld saniert. In den letzten Jahren hat in Folge der stark zunehmenden Bevölkerungsentwicklung der Wohnungsneubau deutlich zugenommen. Der Stadtentwicklungsplan Wohnen 2030 (SenStadtWohn 2020b) weist 14 neue Stadtquartiere auf, insgesamt wird ein Potenzial für rund 200.000 neue Wohneinheiten ausgewiesen. So entstehen oder sind in der planerischen Vorbereitung neue Wohnquartiere unterschiedlicher Typologie und Dichte auf Konversionsflächen, auf Flächen des Außenbereichs sowie insbesondere auf zahlreichen städtischen Brachflächen. Kleinteilige Bauvorhaben sollen im Rahmen der Nachverdichtung realisiert werden. Diese Prozesse werden die Stadt voraussichtlich die nächsten 10-15 Jahre begleiten. Ebenfalls stark zugenommen haben in den letzten 10 bis 15 Jahren hallenartige Bauten des (großflächigen) Einzelhandels samt dazugehöriger Erschließungs und Kfz-Stellflächen. Freiflächen entlang des Mauerstreifens und brachgefallene Bahnflächen, die sich aufgrund der Jahrzehnte währenden Teilung in mancher Hinsicht zu wertvollen Bestandteilen des Biotop- und Freiraumsystems entwickelt hatten, wurden nach der Wiedervereinigung teilweise zu städtischen Parkanlagen oder Gedenkstätten umgestaltet oder konnten als naturnahe Flächen gesichert werden und tragen als neue berlintypische Bestandteile zur vielfältigen Freiraumstruktur der Stadt bei (z. B. Nordbahnhof, Gleisdreieck, Mauerpark, Gedenkstätte Bernauer Straße, Südgelände, Biesenhorster Sand). Es entstanden im Zuge der städtebaulichen Entwicklungsprojekte auch vollständig neue öffentliche Grünflächen, die vielfach als Landschaftsparks konzipiert neben der Erholungsfunktion zunehmend auch Aufgaben und Funktionen für den Naturschutz und die Landschaftspflege erfüllen. Die Umweltatlaskarte „Freiflächenentwicklung“ (06.03) (SenStadtWohn 2021f) stellt die einzelnen Gewinne und Verluste an Grün- und Freiflächen differenziert dar.

Nachsorgender Bodenschutz / Altlasten

Die Ermittlung und Beseitigung von Gefährdungen und Belastungen des Bodens wurde in der Umweltpolitik über viele Jahre vernachlässigt. Die Notwendigkeit des Bodenschutzes ist erst in den Blickpunkt des öffentlichen Interesses gerückt, als erkennbar wurde, in welchem Umfang durch Bodenverunreinigungen auch das Grundwasser verunreinigt und die Trinkwasserversorgung gefährdet wurde. Die Beseitigung schädlicher Bodenverunreinigungen ist neben der akuten Gefahrenabwehr (Trinkwasserschutz) ein Schwerpunktthema des Umweltschutzes in Berlin. Unter nachsorgendem Bodenschutz werden Maßnahmen verstanden, die einen belasteten Boden sanieren. Da es sich oft um Belastungen aus früheren Nutzungen handelt, spricht man verallgemeinernd von “Altlastensanierung”. Im Bundes-Bodenschutzgesetz wird begrifflich unterschieden zwischen schädlichen Bodenveränderungen – als Oberbegriff für Beeinträchtigung der Bodenfunktionen – und Altlasten. Altlasten sind danach stillgelegte Abfallbeseitigungsanlagen sowie sonstige Grundstücke, auf denen Abfälle behandelt, gelagert oder abgelagert worden sind (Altablagerungen), Grundstücke stillgelegter Anlagen und sonstige Grundstücke, auf denen mit umweltgefährdenden Stoffen umgegangen worden ist (Altstandorte), durch die schädliche Bodenveränderungen oder sonstige Gefahren für den einzelnen oder die Allgemeinheit hervorgerufen werden. Als „Sanierung“ sind zum einen Maßnahmen gemeint, um Schadstoffe aus dem Boden wieder zu entfernen (Dekontaminationsmaßnahmen). Dadurch wird es dem Boden ermöglicht, seine natürlichen, biologischen und chemischen Vorgänge und Funktionen wieder zu gewinnen. Zum anderen sind darunter Maßnahmen zur Verhinderung der Schadstoffausbreitung (Sicherungsmaßnahmen) zu verstehen. Eine erfolgreiche Sanierung stellt die Versorgung der Bevölkerung mit einwandfreiem Trinkwasser sicher und gewährleistet eine dauerhafte Verfügbarkeit der Fläche zur Nutzung für Gewerbe, Industrie, Wohnungsbau oder Naherholungsraum. Somit tragen die Maßnahmen der Altlastensanierung auch zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung bei. Durch die Industrialisierung seit Mitte des 19. Jahrhunderts existieren in Berlin eine Vielzahl ehemaliger Gewerbe- und Industriestandorte sowie Altablagerungen, auf denen im Laufe der Zeit durch den unsachgemäßen Umgang mit umweltgefährdenden Stoffen, Havarien und/oder Kriegseinwirkungen zum Teil erhebliche Boden- und Grundwasserverunreinigungen stattgefunden haben. Derzeit sind im Land Berlin 11.667 Verdachtsflächen, altlastenverdächtige Flächen, schädliche Bodenveränderungen und Altlasten (Stand Juli 2026) im Bodenbelastungskataster erfasst. Darunter befinden sich 10.132 Branchenstandorte und 1.535 Altablagerungen oder andere Fallkategorien. Bislang konnten 1.800 Flächen abschließend vom Verdacht auf schädliche Bodenverunreinigungen befreit werden. Schwerpunkt der Altlastensanierung der letzten Jahrzehnte waren zum einen Maßnahmen zur akuten Gefahrenabwehr hinsichtlich des Schutzes der Trinkwasserversorgung und zum anderen Sanierungsmaßnahmen im Zusammenhang mit Baumaßnahmen für Gewerbe- und Industrieansiedlungen. Neu hinzugekommen sind in den letzten 10 Jahren auch verstärkt Maßnahmen der Gefahrenabwehr bei Umnutzung alter Industrie- und Gewerbeflächen hin zum Wohnungsbau. Auch erfordern Maßnahmen der Gefahrenermittlung und Gefahrenbeseitigung eine gesteigerte Bearbeitungsaktivität im Bereich der westlichen Wasserwerke. Aktuell und perspektivisch ist bzw. wird die PFAS-Thematik (PFAS = per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) ein weiterer Bearbeitungsschwerpunkt der Bodenschutzbehörden des Landes Berlin sein. Im Rahmen des Freistellungsverfahrens – und hier insbesondere im ökologischen Großprojekt Berlin – können die wesentlichen Ziele auf ideale Weise miteinander verbunden werden. Vorrangige Ziele sind auch zukünftig: Schutz der Trinkwasserversorgung u.a. durch Sanierung der belasteten Transferpfade Durchführung von akuten Gefahrenabwehrmaßnahmen Beseitigung von Investitionshemmnissen Schaffung gesunder Wohn- und Arbeitsverhältnisse Die Kosten für eine Altlastenerkundung und -sanierung sind zum Teil erheblich. In der Regel muss der Verursacher bzw. Grundstückseigentümer die Kosten derartiger Maßnahmen tragen. Eine Ausnahme bildet das Freistellungsverfahren, bei dem der Bund und das Land Berlin den Großteil der Finanzierung übernehmen. Ein weiterer Sonderfall sind Gefahrenabwehrmaßnahmen, zu denen kein Sanierungspflichtiger herangezogen werden kann, sei es aufgrund unzureichender Liquidität oder weil die Ursache der Kontamination nicht bekannt ist. In diesen Fällen werden mit Haushaltsmitteln des Landes Ersatzvornahmen durchgeführt. In der Grafik sind die Gesamtkosten der öffentlichen Hand für Gefahrenabwehrmaßnahmen im Rahmen der Altlastensanierung seit 1990 dargestellt. Bis 1994 verursachten die Ersatzvornahmen den Großteil der Kosten. Ab dem Jahr 1995 verlagerten sich die Kosten deutlich in Richtung der Maßnahmen im Freistellungsverfahren. Insgesamt belaufen sich die Ausgaben seit 1990 auf ca. 459,6 Millionen Euro (davon über 250,9 Millionen Euro Bundesanteil im Rahmen des Freistellungsverfahrens). Hinzu kommen die Eigenanteile der Investoren sowie die Ausgaben der Sanierungspflichtigen, wobei diese Kosten nicht abgeschätzt werden können. Bodenbelastungs­kataster (BBK) Informationen zu Bodenbelastungen werden benötigt für den Vollzug des Bodenschutzgesetzes sowie die Bearbeitung und Prüfung von Planungsvorhaben unter bodenschutzrelevanten Aspekten, wie z.B. bei Investitionen, Modernisierung, Entwicklung von Infrastruktureinrichtungen und Grundstücksentwicklungen. Weitere Informationen Auskünfte aus dem Bodenbelastungskataster (BBK) Anträge auf Auskünfte aus dem Bodenbelastungskataster (BBK) können digital über das Umweltportal der Berliner Umwelt- und Naturschutzbehörden gestellt werden. Weitere Informationen Freistellungsverfahren Mit dem Umweltrahmengesetz von 1990 können die neuen Bundesländer Freistellungen von Umweltschäden auszusprechen, d.h. Eigentümer, Besitzer oder Erwerber von Anlagen und Grundstücken im Ostteil der Stadt und West-Staaken können von der Verantwortung für Altlastenschäden freigestellt werden. Weitere Informationen Beispiele Ökologisches Großprojekt Berlin Die Region "Industriegebiet Spree" – das heutige ökologische Großprojekt Berlin – befindet sich im Süd-Osten von Berlin und umfasst mit einer Fläche von mehr als 19 km² die größte zusammenhängende Industrieregion der Hauptstadt. Weitere Informationen Beispiele – Sanierung im 60:40-Freistellungsverfahren Beispielhafte Orte in Berlin für eine Sanierung im 60:40 Freistellungsverfahren. Weitere Informationen Sanierung außerhalb der Freistellungs­verfahren Belastete Orte in Berlin werden schrittweise saniert, Verunreinigungen abgebaut und Gefahren durch Bodenbelastungen abgewehrt. Weitere Informationen Altablagerungen Ehemalige Deponien und Hausmüllablagerungsorte stehen unter Beobachtung. Dafür werden Messstellen errichtet und Erkundungsmaßnahmen durchgeführt. Aus den Ergebnissen resultieren gefährdungspfadbezogen (Grundwasser, Boden, Deponiegas) Maßnahmen. Weitere Informationen Altlastensymposien Informationen zu bisherigen Altlastensymposien. Weitere Informationen

Erosionsprozesse in degradierten Arganbeständen in Südmarokko

Boden und Vegetation endemischer Arganbestände in Marokko werden durch Expansion und Intensivierung der Agrarwirtschaft sowie Überweidung zunehmend degradiert. Überschirmte Flächen nehmen ab, unbedeckte Flächenanteile zwischen den Arganien nehmen zu. Infolge verminderter Infiltration steigen Oberflächenabfluss- und Bodenabtragsraten stark an. Auf den degradierten Böden kann sich nur lückenhafter Unterwuchs (Krautige und Gras) und kein Jungwuchs mehr ausbilden. Durch Untersuchungen verschieden stark degradierter Arganbestände werden in diesem Vorhaben Grenzwerte herausgearbeitet, ab denen bodenerodierende Prozesse initiiert werden, sowie solche, ab denen von einer Dynamisierung der Prozesse, insbesondere Rinnen- und Gully-Erosion, auszugehen ist. Dazu werden in drei Testgebieten im Hohen und Anti-Atlas eingezäunte Aufforstungsflächen mit ungeschützten Flächen auf verschiedenen Hangneigungen verglichen. Die Entwicklung der Bestandsdichten wird mit hochauflösenden CORONA-Satellitenbildern aus dem Jahr 1968 und großmaßstäbigen Luftbildern von 2017/18 quantifiziert, welche mit unbemannten Fluggeräten (UAVs) aufgenommen werden. Die Wuchsform der Bäume wird mit Structure from Motion (SfM)-Verfahren (3D-Modelle aus Multikopter-Aufnahmen) dokumentiert und klassifiziert. Untersuchungen zur Korngrößenverteilung, Aggregatstabilität, organischen Bodensubstanz und Bodennährstoffen sollen hypothesengeleitet den - mit steigendem Abstand der Bäume - sinkenden Einfluss der baumüberschirmten Fläche auf die erweiterten Zwischenbaumflächen aufzeigen. Mit Beregnungsversuchen und Infiltrationsmessungen werden Erodibilität und Infiltrationsvermögen der Zwischenbaumflächen in verschiedenen Degradationsstadien untersucht. Der Sedimentaustrag aus linearen Erosionsformen wird durch ein SfM-Monitoring mittels 3D-Modellen quantifiziert. Steinbedeckung und Viehwege lassen sich aus den selbst erstellten Luftbildern ermitteln. Viehzählungen und Interviews mit Schlüsselinformanten ergänzen die Kenntnisse über den Beweidungsdruck durch Schafe und Ziegen auf die Arganbestände. Anhand der Untersuchungen zur Degradation von Bestandsdichten, Zwischenbaum- und baumüberschirmten Flächen können die Arganbestände in mit Werten unterfütterte Stabilitätsklassen unterteilt werden. Die durch das Multi-Methoden-Konzept erarbeiteten Grenzwerte zeigen die Dynamisierung der Bodenerosionsprozesse unter Arganbeständen und belegen, dass bestimmte Erosionsprozesse verschiedenen Degradationszuständen der Fläche sowie unterschiedlichen Bestandsdichten zugeordnet werden können. Dies ist eine notwendige Voraussetzung für die nachhaltige Bewirtschaftung der Arganbestandsflächen.

Überblick über das Ökologisches Großprojekt (ÖGP) Berlin

Die Region “Industriegebiet Spree” – das heutige ökologische Großprojekt Berlin – befindet sich im Süd-Osten von Berlin und umfasst mit einer Fläche von mehr als 19 km² die größte zusammenhängende Industrieregion der Hauptstadt. Erste Hinweise auf die Ansiedlung von Gewerbe- und Industrieunternehmen reichen bis ins Jahr 1846 zurück. Nicht zuletzt aufgrund des steigenden Wasserverbrauchs durch die industrielle Entwicklung wurden die Wasserwerke Johannisthal (1901 bis 1908) und Wuhlheide (1914 bis 1916) errichtet und in Betrieb genommen. Der das Großprojekt im Süden begrenzende Teltowkanal wurde zusammen mit dem Britzer Zweigkanal in den Jahren 1901 bis 1906 gebaut. Festgestellte Schadstoffbelastungen im Rohwasser der Wasserwerke führten dazu, dass Förderbrunnen im Bereich der Westgalerie des Wasserwerkes Wuhlheide abgeschaltet und die gesamte Fördergalerie “Alte Königsheide” im Wasserwerk Johannisthal in den Jahren 1989 bis 1991 schrittweise aus der Nutzung herausgenommen werden mussten. Die hauptsächlichen gefahrenrelevanten Schadstoffbelastungen des Bodens bestehen aus Mineralölkohlenwasserstoffen, Cyaniden, Arsen, Pestiziden und lokal auch Schwermetallen. Diese Kontaminationen sind im Wesentlichen an die flächig verbreiteten alten Aufschüttungsmaterialien gebunden, die vielfach über Jahrzehnte hinweg abgelagerte Industrieabfälle enthalten. Die Aufschüttungshorizonte weisen zumeist Mächtigkeiten von einem bis zu drei Metern auf und reichen teilweise bis in den grundwassergesättigten Bereich. Das Grundwasser ist nahezu flächig mit Kohlenwasserstoffen (im Wesentlichen leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe, untergeordnet aromatische Kohlenwasserstoffe und Mineralölkohlenwasserstoffe), Cyaniden, Schwermetallen und z.T. Arsen und Anilinverbindungen belastet. Im Rahmen der Schutzgutbetrachtung hatte bzw. hat der Schutz der Wasserwerke und somit die Trinkwasserversorgung Berlins oberste Priorität. Das Verwaltungsabkommen in seiner ersten Fassung vom 01.12.1992 über die Finanzierungsregelung der ökologischen Altlasten im Bereich der Unternehmen der ehemaligen Treuhandanstalt beinhaltet in § 2 die Festlegung sogenannter ökologischer Großprojekte. Mit Beschluss vom 11.05.1993 wurde die “Region Industriegebiet Spree” in Berlin als ökologisches Großprojekt bestätigt. Dies bedeutet, dass auf allen Flächen, die in den Grenzen des Großprojektes liegen und den Regelungen des Verwaltungsabkommens unterfallen, die Gefahrenabwehrmaßnahmen kostenseitig nach Abzug der Eigenanteile mit 75 % Bundesmitteln und 25 % Landesmitteln saniert werden. Um dem dringendsten Handlungsbedarf für Maßnahmen der Gefahrenabwehr nachzukommen, wurden Ende 1994 zunächst sogenannte “vorgezogene Maßnahmen” beschlossen. Parallel zur Abarbeitung der vorgezogenen Maßnahmen verständigten sich Land und die Bundesanstalt für vereinigungsbedingte Sonderaufgaben (BvS) auf ein Sanierungsrahmenkonzept, das im Herbst 1995 vorgelegt und mit Ausnahme des hierin ausgewiesenen geschätzten Finanzrahmens von beiden Parteien einvernehmlich verabschiedet wurde. Das im Rahmenkonzept herausgearbeitete vorrangige Schutzziel, an dem sich die Sanierungsmaßnahmen orientieren, besteht darin, dass zukünftig keine schadstoffbelasteten Grundwässer die Trinkwasserfassungsanlagen erreichen, das heißt weitere Schadstoffausbreitungen wirksam unterbunden und die maßgeblichen Eintragsquellen von Schadstoffen in das Grundwasser beseitigt bzw. gesichert werden. Da die flächenmäßige Ausdehnung des Großprojektes für eine detaillierte und grundstücksbezogene Gesamtbearbeitung zu groß bemessen war, wurde im Ergebnis des Sanierungsrahmenkonzeptes das Großprojektgebiet mit Beschluss vom 24.04.1996 in insgesamt 9 Teilsanierungsgebiete (TSG) untergliedert. Dabei konzentrieren sich die TSG 1 bis 3 im Einzugsgebiet des Wasserwerkes Wuhlheide und die TSG 4 bis 9 im Einzugsgebiet des Wasserwerkes Johannisthal. Für jedes Teilsanierungsgebiet wurde ein Teilsanierungskonzept erarbeitet. Die Erstellung der Teilsanierungskonzepte erfolgte in den Jahren 1997 bis 1998 durch unabhängige Ingenieurbüros. Zwischen Anfang Februar 1998 und Dezember 1999 wurden mit Beschluss der gemeinsamen Arbeitsgruppe alle Teilsanierungskonzepte mit den darin enthaltenen Zeit- und Maßnahmenplänen sowie die übergeordneten Maßnahmen Grundwassermonitoring, Sicherung des Wasserwerks Johannisthal und das Projektmanagement verabschiedet. Der insgesamt bestätigte Finanzrahmen beträgt (ohne die vorgezogenen Maßnahmen) 107,628 Mio. €. Davon wurden zunächst 55,400 Mio. € als Teilfinanzrahmen und 11,853 Mio. € für Einzelmaßnahmen freigegeben. Durch weitere Beschlüsse in den Jahren 2010, 2014, 2018 und 2022 hat sich der aktuell freigegebene Teilfinanzrahmen für den Zeitraum 2023 bis 2027 auf 101,685 Mio. € erhöht. Erforderliche Planungen für einen weiteren Teilfinanzrahmen (2028 bis 2032) werden Bund und Land in den Jahren 2026 und 2027 beginnen und abschließend in 2027 bestätigen. In den letzten 32 Jahren wurden auf Veranlassung der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt mehr als 35 Grundwasserreinigungsanlagen errichtet und betrieben. Derzeit sind noch 18 Grundwasserreinigungsanlagen im Bereich des Großprojektes zur Sicherung der Wasserwerksstandorte Wuhlheide und Johannisthal in Betrieb. Die Förder- und Reinigungsleistung dieser Anlagen beläuft sich auf insgesamt ca. 805,0 m³/h (Stand 12/2025). Zur Verhinderung von Ausgasungen und zur Unterstützung der Grundwassersanierung bei Schadensfällen mit leichtflüchtigen Schadstoffen (insbesondere LCKW und FCKW), wurden auf einer Vielzahl von Standorten nachgewiesene Belastungsquellen im Boden mittels einer Bodenluftsanierung gereinigt. Insgesamt wurden 18 Absauganlagen errichtet und in Betrieb genommen. Insgesamt wurden über 2 Millionen Tonnen Boden und Bauschutt als gefährliche Abfälle entsorgt. Hinzu kommen 64.000 Tonnen belastete Gewässersedimente aus dem Teltowkanal, die zum Schutze des Wasserwerks Johannisthal entfernt wurden. Die Gesamtausgaben für die Maßnahmen belaufen sich bis Ende 2025 auf ca. 293,2 Millionen Euro, wovon 205,2 Millionen Euro vom Bund übernommen wurden. In diesen Zahlen sind die Eigenanteile der Freigestellten für die Sanierungsmaßnahmen in der Regel in Höhe von 10 % nicht enthalten. Die jährlichen Ausgaben seit 1994 zeigt die Abbildung der Sanierungskosten. Hieraus ist zu erkennen, dass seit 1996 im Durchschnitt ca. 9 Millionen Euro pro Jahr zur Umsetzung der Maßnahmen benötigt wurden. Im ökologischen Großprojekt Berlins sind nahezu alle gefahrenrelevanten grundstücksübergreifenden und grundstücksbezogenen Maßnahmen begonnen worden. Eine Vielzahl von Grundstücken konnte bereits abschließend saniert und einer neuen Nutzung übergeben werden. Auf der Grundlage der heutigen Erkenntnisse ist davon auszugehen, dass die Bearbeitung des Großprojektes bis zum Jahr 2030 hinsichtlich der erforderlichen Bodensanierungsmaßnahmen im Wesentlichen abgeschlossen sein wird. Einige grundstücksbezogene Grundwassersanierungen sowie Abwehrmaßnahmen in den Transferbereichen zu den Wasserwerksbrunnen müssen darüber hinaus langfristig weiterbetrieben werden. Hinzu kommen dauerhaft zu überwachende Sicherungsmaßnahmen wie z.B. Dichtwände oder Oberflächenversiegelungen. Es wurde mit dem Bund vereinbart, die Sanierungszeiten in einigen wesentlichen Schadstoff-Transfergebieten in den nächsten 5 Jahren durch die Einleitung zusätzlicher hydraulischer Aktivitäten mit dem Ziel einer gezielten Schadstoffbeseitigung zu minimieren. Die dazu notwendigen Planungen befinden sich teilweise bereits in der aktiven Umsetzungsphase bzw. in der Vergabe der Planungsleistungen.

Denkmalpflege im Saarland 1 - "Denkmalpflege an Grenzen - Patrimoine sans frontières?"

Neben neubaubedingten archäologischen Untersuchungen (Prospektionen und Grabungen) oder Fundmeldungen aufgrund landwirtschaftlich bedingter Eingriffe werden in der saarländischen Landesarchäologie sechs Großprojekte bearbeitet, die Gegenstand ständiger Forschung und entsprechender Erhaltungsmaßnahmen sind.

Geographien im Ausbau von (Klein-) Wasserkraft in ausgwählten transnationalen Einzugsgebieten Chinas (Yunnan und Xinjiang) - Eine vergleichende Analyse auf Basis des Wasser-Energie-Umwelt Nexus

Seit dem neuen Jahrtausend wächst der globale Hydroenergieausbau schneller als jemals zuvor. Die südwestchinesische Provinz Yunnan, mittlerweile einer der weltgrößten Erzeuger von Wasserkraft (HP), spielt hierbei eine herausragende Rolle. Allein zwischen 2000 und 2016 stieg hier die installierte Hydrokapazität von 2,5 auf 59GW. Während die Großprojekte an Yunnans drei Hauptflüssen (Mekong, Nu und Yangtse) relativ bekannt sind, ergeben Yunnans fünf grenzüberschreitende Einzugsgebiete (EG) eine große 'terra incognita'. Doch hier gibt es fast Tausend unbekannter HP-Projekte (grösser als 1MW; 2016: 22,4GW). Der diesbezüglich gravierende Informations- und Datenmangel hat massive Auswirkungen auf unser Verständnis der komplexen ökologischen, geopolitischen und sozio-ökonomischen Implikationen der oft als 'grüne Energie' bezeichneten Kleinwasserkraft (SHP). Das ist umso gravierender, da Yunnan einen der globalen Biodiversitäts-Hotspots darstellt. In einem Vorgängerprojekt habe ich die beiden transnationalen EG des Nu und Ayeyarwady untersucht. Beide gehören global zu den wenigen Flüssen die am Hauptlauf noch unverbaut sind. Obwohl über beide EG fast nichts bekannt ist, konnten über 370 größere HP-Projekte identifiziert werden. Auf Grundlage des Powershed-Ansatzes wurden die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen dem massiven HP-ausbau und dem Wasser-Energie-Umwelt (WEU) Nexus untersucht sowie Ursachen und Auswirkungen einer Überentwicklung identifiziert und beschrieben. Auf Grundlage dieser Arbeiten, v.a. des WEU-Nexus, plane ich eine vergleichende Analyse von Yunnans fünf transnationalen EG. Das Projekt wird Yunnans Datengrundlage massiv verbessern (inkl. der Erstellung interaktiver Karten), es wird aber auch das Verständnis von Überentwicklung, Umweltauswirkungen und nachhaltigen Entwicklungspfaden im HP-ausbau verbessern. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen drei Teilgebiete vertiefend analysiert und bewertet werden (1) Vergleich der lokalen SHP-Implementierung sowie Aufnahme einer umfassenden Datenbank aller HP-projekte, inkl. Geovisualisierung; (2) Untersuchung der raum-zeitlichen Wechselwirkungen innerhalb des Wasser-Energie Nexus bzw. des Paradigmas von Erzeugung-Verbrauch-Imp/Exp; sowie (3) Untersuchung und Quantifizierung des Wasser-Umwelt Nexus. Das betrifft sowohl die Analyse kumulativer biophysikalischer Implikationen (z.B. Fisch-Sampling, DOC-Analysen) als auch indirekte ökologische Auswirkungen des rapiden parallelen Ausbaus energieintensiver Industrien. In einem ergänzenden Modul soll der Ansatz auf Xinjiangs (NW-China) drei transnationale EG übertragen werden, die ebenfalls ein massiver HP-ausbau kennzeichnet. Außerdem ist Xinjiang Chinas schnellst wachsender Stromerzeuger, weist aber einen völlig anderen geographischen Kontext auf. Deshalb sollen v.a. Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Nexus-Interaktionen herausgearbeitet werden. Außerdem soll die HP-Datenbasis auf dem gesamte tibet. Plateau erfasst und interaktiv geovisualisiert

Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Modellvergleichende Analyse von CDR Methoden (CDR-MIA)

Die voranschreitenden, anthropogenen CO2-Emissionen verändern das Klima mit bedrohlichen, weit reichenden und irreversiblen Auswirkungen. Daher steigt das Interesse an sogenannten Carbon Dioxide Removal (CDR) Maßnahmen, um so zusätzlich zur Migration und Adaption, die Möglichkeit negativer Emissionen zu eröffnen. Die potenziellen positiven und negativen Auswirkungen durch CDR sind jedoch nicht ausreichend verstanden und quantifiziert. Das Hauptziel des Projektes ist die Analyse der Experimente aus der 1. Phase des Carbon Dioxide Removal Model Intercomparison Projects (CDR-MIP), um das Potenzial und die Risiken großskaliger CDR Methoden besser bewerten zu können. CDR-MIP ist eine neu gegründete Initiative, die eine Reihe von Erdsystemmodellen zusammenbringt, um CDR in einem einheitlichen Rahmen zu untersuchen. Die erste Projektphase, bestehend aus idealisierten Experimenten zu CO2 Entnahme aus der Atmosphäre, Aufforstung und Ozean-Alkalinisierung. Sie dient der Beantwortung folgender Kernfragen a) Reversibilität der Klimaänderung (z.B. zu heutige oder vorindustrielle CO2 Konzentration in der Atmosphäre) und b) potenzielle Wirksamkeit, Feedbacks, zeitlicher Rahmen und Nebenwirkungen unterschiedlicher CDR Maßnahmen. Die bisherige Arbeit diente der Entwicklung der Struktur des CDR-MIPs und weltweit haben sich einige Modellgruppen dazu bereit erklärt die entsprechenden Simulationen durchzuführen. Das Projekt beruht bislang auf freiwilliger Basis. Das macht eine schnelle Verarbeitung der Ergebnisse unwahrscheinlich. Folglich wird eine gezielte Förderung benötigt, um eine zeitnahe Analyse der Ergebnisse und deren öffentlichen Verbreitung zu gewährleisten. Die Analyseergebnisse sollen darüber hinaus die angenommenen Effektivität von CDR Technologien in den 'Integrated Assessment Model (IAM) - generierten Shared Socioeconomic Pathway (SSP) Szenarien informieren, welche die Forschung und Bewertung des Klimawandels unterstützen. Bislang werden bei in den IAM Simulation mit CDR keine Feedbacks des Kohlenstoffkreislaufes berücksichtigt. Eine Wissenslücke die wir schließen wollen. Wir schlagen vor die Ergebnisse aus CDR-MIP zu nutzen, um eine auf den Feedbacks im Kohlenstoffkreislaufes basierende Discount-Rate zu berechnen, die dann für die Kalibrierung der SSP Szenarien und erneuter Modellläufe in einem IAM genutzt werden kann. Zusätzlich werden neue Experimente erstellt und durchgeführt, um die Reaktion des Klimasystems auf die gleichzeitige Anwendung mehrerer CDR Methoden analysieren zu können. Die Kombination der Methoden basiert auf den gegebenen CDR-MIP Experimenten und beinhaltet z.B. eine Kombination von Aufforstung und der Ozean-Alkalinisierung. Anschließende Analysen ermöglichen den Vergleich der Wirksamkeit und Risiken kombinierter und einzelner CDR Methoden. Die Projektergebnisse würden eine umfassende Bewertung von CDR bieten, die allen Projekten innerhalb des SPP verfügbar gemacht und mit den Projektpartnern iterativ diskutiert werden.

Entwicklung und Aufbau einer Modellaufwindkraftanlage

Anwendung/Zielgruppe: Für Ausbildungszwecke. Reale Nutzung vor allem in Entwicklungsländern und Regionen des Sonnengürtels der Erde. Großprojekte im Planungsstadium. Projektdarstellung: Nach der erfolgreichen Erprobung eines Versuchskraftwerkes in Almeria/Spanien durch das Stuttgarter Ingenieurbüro Schlaich, Bergermann und Partner kann die Technologie als gesichert und tragfähig betrachtet werden. Ein Großprojekt in Mildura/Australien mit einem 1000 m-Kamin ist in Vorbereitung. Die Modellanlage mit einem 7 m-Kamin dient vor allem der praktischen Ausbildung von Ingenieuren am Objekt. Nach dem bekannten 'Treibhauseffekt' in einem transparenten 'Großkollektor' solar erwärmte Luft wird in einem Kamin in kinetische Energie (konvektive Strömung) und potentielle Energie (Druckabfall an der Turbine) gewandelt. Eine druckgestufte ummantelte Turbine kann bis zu 2/3 des Druckes abbauen und nutzen. Der modulare Aufbau gestattet verschiedenste Kollektor- und Speichervarianten (Nachtbetrieb) und somit die Testung realer regionaler Bedingungen. Als besondere Innovation wurde vom Projektleiter eine Kaminregulierung entwickelt, die mit Laborsystemen bedient werden kann. Umfangreiche Meßsysteme gestatten weitergehende Forschungen und praxisrelevante Simulationen. Das System wird in die Laborausbildung integriert. Es gestattet die Veranschaulichung diverser physikalischer Prinzipien.

Einfluß des Abbaus von Laubstreu auf den Transport von Schwermetallen im Boden

An der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in Birmensdorf, Schweiz, wird von 2000 bis 2004 ein multidisziplinäres Modell Ökosystem-Experiment durchgeführt. Ziel dieses Großprojekts ist es, Stoffflüsse zu untersuchen und die Reaktionen von Pflanzen- und Organismengemeinschaften auf chronische Belastungen (Cd, Cu, Zn, sauerer Regen) zu verfolgen bzw. zu verstehen. Mit den Resultaten sollen die Risiken von Begrünung, Aufforstung und Bodenstabilisierung mit Pflanzen abgeschätzt werden können. Der verwendete landwirtschaftliche Oberboden wurde mit Filterstaub aus der metallverarbeitenden Industrie vermischt. Die daraus resultierenden Schwermetallbelastungen des Versuchsbodens betragen für Cd 10 ppm, für Cu 400 ppm und für Zn 2700 ppm. Das Projekt 'Einfluss des Abbaus von Laubstreu auf den Transport von Schwermetallen im Boden' untersucht die Änderung der Metall-Komplexbildung für Kupfer und Zink während des Streuabbaus. In wässrigen Streuextrakten wird das Ausmaß der Komplexierung mit Hilfe der Gleichgewichts-Ionenaustausch-Methoden bestimmt. Die Charakterisierung der Bindung erfolgt mit Infrarotspektroskopie (FTIR), die organischen Säuren im Extrakt werden mit der Gaschromatographie bestimmt. Untersucht werden Proben aus Freilandversuchen.

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