Deckwerke, See- und Ästuardeiche an der Deutschen Küste werden entsprechend der geltenden Anforderungen für einen sicheren und nachhaltigen Sturmflutschutz geplant, bemessen und gebaut. Ökosystemare Aspekte finden bislang bei diesem Prozess kaum Beachtung. Hauptziel des Forschungsvorhabens ist die Steigerung des ökosystemaren Werts von Deichen und Deckwerken unter gleichzeitiger Beachtung der Deichsicherheit. Hierzu ist es erforderlich, Deiche und Deckwerke nicht nur als Küstenschutzbauwerk, sondern auch als Ökosystem zu verstehen und die komplexen Wechselwirkungen zwischen 'grünem Deich' und Meer zu begreifen und durch begleitende intelligente und innovative Maßnahmen des Monitorings und der Deichunterhaltung die Deichsicherheit im Rahmen einer integrierten risikobasierten Strategie zu erhalten bzw. möglichst zu steigern.
Die Abschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeiten schwerer Sturmfluten sowie möglicher Änderungen im Zuge des anthropogenen Klimawandels sind für den Küstenschutz von großer Bedeutung. Im Gegensatz zu bisher existierenden Untersuchungen, die sich typischerweise mit hohen Perzentilen oder Wiederkehrwerten und deren Änderungen beschäftigen, sollen im vorliegenden Antrag Ereignisse untersucht werden, die extrem selten und höchst unwahrscheinlich, aber potentiell möglich sind und mit extremen Konsequenzen verbunden sein könnten. Dazu werden zunächst mit verschiedenen Methoden aus einer Vielzahl existierender Beobachtungsdaten, Reanalysen und Klimaszenarienrechnungen extreme Sturmflutereignisse und zugehörige meteorologische Bedingungen identifiziert und selektiert. Anschließend wird mit Hilfe von Modellstudien untersucht, inwieweit diese Ereignisse innerhalb physikalisch plausibler Grenzen zu noch extremeren Sturmfluten hätten führen können. Dabei werden z.B. Effekte des Meeresspiegelanstiegs oder der Tatsache, dass der zeitliche Ablauf eines Sturms unabhängig von der Tidephase ist, berücksichtigt. Mit regionalen Stakeholdern der Stadt Emden wird anschließend eine transdisziplinäre reflexive Bewertung für die extremsten Fälle durchgeführt, wobei Konsequenzen bei unterstelltem Versagen von Schutzanlagen beispielhaft untersucht und in einem sozialwissenschaftlich begleiteten Diskussionsprozess mit Entscheidungsträgern hinsichtlich ihrer regionalen Auswirkungen und möglicher Anpassungsmaßnahmen bewertet werden.
Climate change threatens North-west Europe's coastal areas primarily through accelerated sea-level rise, increasing storm surges, and increasing winter rainwater discharge. Todays coastal land management is based on the protection against floods by sea walls and groundwater regulation by drainage. Accelerating sea-level rise and changes in hydrological cycles are likely to affect coastal ecosystems and may restrict the efficiency of these measures in the future. Based on a systematic stakeholder analysis and iterative stakeholder involvement through the length of the project, COMTESS will perform an inter- and transdisciplinary investigation of four land management options, applied to a North Sea and a Baltic Sea coastal region in Germany: (1) Water management: Construction of second coastal defense lines within the hinterland instead of heightening the primary sea wall and formation of freshwater polders enclosed by the primary and secondary dike line. Primary aims of this land management option are to restrict flooding to the polder area in case of limited breaches, to increase freshwater retention for use in dry periods, to prevent subsurface salt water intrusion, and to use reeds for green energy. (2) Carbon sequestration: Similar to the first land management option but polders will be extensively covered with reed fens to yield active peat formation. (3) Trend: Dairy farming and grassland as usual. However, flood events may substantially disrupt land use and incur higher drainage costs, thus reducing the ecological and economic viability of this land management. (4) Stakeholder-based: The three project-led land management options will be submitted to the evaluation of stakeholders of each case study region to explore stakeholder land use preferences. Stakeholder views will be thereby contrasted to economic and ecological rationales. Important emerging discrepancies, which might jeopardize the acceptance and feasibility of implementing the project-led land management options, will form the basis of a stakeholder-based land management option. Each land management option implies the prioritization of certain ecosystem services (ESS, e.g. water management vs. carbon sequestration vs. food production) as well as synergies or trade-offs with other ESS (e.g. biodiversity vs. green energy production). COMTESS will quantify and evaluate the performance of multiple ecosystem functions and services (ESF / ESS) in each land management option in socio-economic and ecological terms. We expect that ESS will more often switch between positive and negative states with rising environmental stochasticity. COMTESS will quantify the ESF / ESS and the ecosystems resilience as realistically as possible on the plot level and upscale the results to the landscape level using a combination of statistical and process-based models. The results will be subject to an economic risk analysis. Moreover, key socio-cultural dimensions, which strongly influence the readiness of
Das Vorhaben hat zum Ziel, aus den bisher analysierten extremen Sturmtiden jene zu selektieren, die zwar extrem unwahrscheinlich aber dafür potentiell mit extremen Auswirkungen und Konsequenzen verbunden sind ('schwarze Schwäne', engl. 'black swans'). Eine detaillierte Beschreibung des Vorhabens kann dem Förderantrag entnommen werden. Das Arbeitsprogramm des beantragten Verbundforschungsvorhabens gliedert sich in fünf Vorhaben. Im Vorhaben der Universität Siegen wird eine Analyse der potentiellen Auswirkungen vorgenommen, die sich infolge des Versagens einzelner Küstenschutzanlagen in der Region und den daraus resultierenden Überflutungen ergeben würden. Dabei kommen statistische und numerische Modelle zum Einsatz. Die Ergebnisse werden für die Beurteilung der Risiken und Handlungsoptionen benötigt. Eine detaillierte Arbeitsplanung kann dem Förderantrag und der Projekthomepage www.hzg.de/ms/extremeness entnommen werden.
1. Motivation und Zielsetzung: Sandaufspülungen gelten als wirksame Maßnahme zur Klimaanpassung an weichen Küsten. Sie werden seit einigen Jahrzehnten weltweit und auch in Deutschland zum Schutz sandiger Küsten vor Sturmerosion und als Gegenmaßnahme zur strukturellen Erosion der Küstenlinie eingesetzt. Im Allgemeinen werden sie im Vergleich zum Einsatz von starren Bauwerken als wesentlich system- und naturverträglichere Küstenschutzmaßnahme angesehen, die insbesondere die Sanddefizite infolge des prognostizierten Meeresspiegelanstiegs ausgleichen können. Aktuelle Küstenschutzstrategien erfordern eine ganzheitliche, interdisziplinäre Betrachtung im Rahmen eines integrierten Küstenzonenmanagements (IKZM) und ökosystembasierten Managementansatzes (EAM). Das BMBF-geförderte Verbundprojekt STENCIL hat zum Ziel einen ersten Schritt in Richtung der Erarbeitung von Strategien und Werkzeugen für Sandaufspülungen zur Umsetzung eines IKZM und eines EAM zu machen. 2. Arbeitsprogramm und Methodik: Das Projekt gliedert sich in sechs Arbeitspakete (AP). Die Zusammenführung zur Strategie für Sandaufspülungen erfolgt im Arbeitspaket 1 unter Mitarbeit aller Projektpartner (vgl. Abb. 1). Die übrigen fünf Arbeitspakete befassen sich mit der Entwicklung und der Verbesserung von Vorhersage Werkzeugen und Methoden für die einzelnen Fachbereiche. Dies umfasst die Modellierung hydrodynamischer Prozesse (AP 2), die Analyse morphologischer Prozesse auf der Meso-Skala (AP 3) sowie des küstennahen Sedimenttransports (AP 4), die Untersuchung hydrotoxikologischer Auswirkungen von Sandaufspülungsmaßnahmen (AP 5) und das Monitoring der Sedimenteigenschaften sowie der benthischen Habitate an Entnahme- und Aufspülgebieten (AP 6). Die zuverlässige Vorhersage der Sturmfluten, lokalen Wellenbedingungen, Strömungsfelder und der resultierenden Wasserstände führt zur wesentlichen Erhöhung der Effektivität und Verweildauer einer Sandaufspülung. Das Leichtweiß-Institut für Wasserbau (LWI) bearbeitet daher schwerpunktmäßig das Arbeitspaket 2, die Modellierung der hydrodynamischen Randbedingungen und Wechselwirkungen für Sandaufspülungen. Das Arbeitspaket ist systematisch untergliedert in: - AP 2.1:Analyse des Wissenstandes und bestehender Modellansätze, - AP 2.2:Datenerfassung und -auswertung von Naturmessdaten für ausgewählte Pilotstudien, - AP 2.3:Hydrodynamisches Modellierungssystem für Sandaufspülungen, - AP 2.4:Anwendung des Modellsystems für ausgewählte Pilotstudien. 3. Geplante Ergebnisse: Der Fokus des AP 2 liegt auf der frühzeitigen Identifizierung potentieller 'Erosion Hot Spots' auf regionaler Skala unter Betrachtung von Langzeitprozessen und episodischen Sturmflutereignissen. Es soll damit einen Beitrag zur Strategie im Rahmen eines IKZM und EAM für Sandaufspülungen leisten.
In ALADYN-A werden Analysen der beobachteten Tidedynamik durchgeführt. Hierzu werden analytische, statistische und numerische Modelle verwendet. ALADYN-A umfasst zudem die Koordination des Projektes. Eine detaillierte Beschreibung des Vorhabens kann dem Förderantrag (s. Anlage) entnommen werden. Das Arbeitsprogramm des beantragten Verbundforschungsvorhabens gliedert sich in die drei Vorhaben ALADYN-A, ALADYN-B und ALADYN-C. Jedes Vorhaben ist einem der Antragsteller federführend zugeordnet. Die Ergebnisse aus ALADYN-A werden für die Bearbeitung der anderen Vorhaben benötigt. Eine detaillierte Arbeitsplanung kann ebenfalls dem Förderantrag entnommen werden.
Im Kontext des gesamten Verbundprojektes Living CoastLab Hallig werden die Wechselwirkungen zwischen Sedimentauftrag und der Vegetation bearbeiten. Im speziellen soll es darum gehen, wie der Sedimentauftrag von den biologischen Eigenschaften der Arten bestimmt wird. Letztere hängen wiederum von der Flächenbewirtschaftung durch die Landwirte ab, so dass die Bewirtschaftung auch den Sedimentauftrag beeinflussen kann. Die Ergebnisse fließen in die Modellierung des Teilprojektes Hallig-A ein Untersuchungsflächen für die Boden- und Vegetationsanalysen werden in der Nachbarschaft der Sedimentfallen eingerichtet, die von dem Projekt Hallig D angelegt werden. Dort werden wir Bodenanalysen durchführen, mit denen Bodentextur, Calciumcarbonat, verfügbarer Phosphor und Kalium bestimmt wird. Grundwasserhöhe und Salinität werden mit Loggern in Grundwassermessröhren bestimmt. Wir werden die stehende Biomasse in Exclosures im Frühjahr und Sommer ernten und daraus die oberirdische Produktivität bestimmen. Die Pflanzenarten und ihre Deckung werden durch Frequenzanalysen bestimmt. Biologische Merkmale der Pflanzen werden von ca. 10 Individuen pro Art bestimmt. Dazu werden die Individuen nach der Blütezeit geerntet, wenn die Samen angelegt, aber noch ausgefallen sind. Nicht-destruktive Messungen wie die Wuchshöhenmessung werden direkt im Feld durchgeführt. Alle anderen Merkmale werden nach etablierten Protokollen gemessen (www.leda-traitbase.org). Hallig-C wird dann prädiktive Regressionsanalysen entwickeln, die in das numerische Modell einfließen können, das von Hallig A entwickelt wird.
In Hallig-A werden die hydrodynamischen Einwirkungen sowie deren Rückkopplung auf den Sedimenttransport im Untersuchungsgebiet analysiert und modelliert. Übergeordnetes Ziel ist die Abschätzung langfristiger Sedimentationsraten, die ein vertikales Anwachsen der Hallig bedingen. Auf Basis dieser Informationen werden optimierte Schutz- und Managementstrategien erarbeitet. Eine detaillierte Beschreibung des Vorhabens kann dem Förderantrag (s. Anlage) entnommen werden. Das Arbeitsprogramm des beantragten Verbundforschungsvorhabens gliedert sich in die vier Vorhaben Hallig-A bis Hallig-D. Jedes Vorhaben ist einem der Antragsteller federführend zugeordnet. In Hallig-A fließen die Ergebnisse aus Hallig-C und -D ein. Eine detaillierte Arbeitsplanung kann dem Förderantrag (s. Anlage) entnommen werden. Hallig-A dient zur Abschätzung der zukünftigen Entwicklung der Halligen. In Hallig-A kommen hierfür numerische und statistische Modelle zum Einsatz. Hydrodynamische Entwicklungen sowie deren Rückkopplung auf den Sedimenttransport im Untersuchungsgebiet sollen analysiert und modelliert werden.
Das Projekt wird im Rahmen der zweiten Förderbekanntmachung 'Küstenmeerforschung in Nord- und Ostsee' des BMBF-Rahmenprogramms 'Forschung für Nachhaltige Entwicklung' (FONA3) unter dem Forschungsprogramm der Bundesregierung MARE:N - Küsten-, Meeres- und Polarforschung für Nachhaltigkeit gefördert. Vor dem Hintergrund, dass durch die immer intensivere Nutzung der Küstenregionen die Risiken für Menschen und Wirtschaftsgüter bei extremen Naturereignissen stetig steigen, verfolgt die Ausschreibung das Ziel die Weiterentwicklung von zukunftsorientierten Konzepten im Küstenschutz voran zu treiben. Inmitten des Schleswig-Holsteinischen Wattenmeeres befinden sich die weltweit einzigartigen Halligen. Die kleinen Inseln haben keine Deiche und sind aufgrund ihrer exponierten Lage unmittelbar dem Einfluss von Sturmfluten und dem Meeresspiegelanstieg ausgesetzt. Bis zu 50-mal im Jahr werden die Halligen mit Ausnahme der Warften und der darauf befindlichen Gebäude überflutet. Trotz dieser häufigen Überflutungen leben gegenwärtig etwa 270 Bewohner auf den Halligen, deren Lebensweise optimal an diese speziellen Bedingungen angepasst ist. Der Klimawandel wird jedoch für eine Verschärfung der Situation in diesem Lebensraum sorgen. Im Rahmen des Vorgängerprojektes Zukunft Hallig konnte gezeigt werden, dass auf den Halligen verbleibende Sedimentablagerungen infolge regelmäßiger Überflutungen ein vertikales Anwachsen der Geländehöhen begünstigen. Gleichzeitig wurde jedoch ein stärkerer Trend im Anstieg der mittleren und extremen Wasserstände beobachtet. Prognosen über zukünftige Wasserstände deuten sogar auf noch stärkere Anstiege hin, welche durch die natürlichen Sedimentablagerungen voraussichtlich nicht kompensiert werden können. Um die Halligen nachhaltig zu sichern werden daher Strategien benötigt, die diese natürliche Anpassungsfähigkeit fördern und gleichzeitig einen unmittelbaren Schutz der Bewohner auf den Warften ermöglichen. Im Rahmen des Projektes sollen diese Strategien von einem inter- und transdisziplinären Team aus Ingenieuren, Soziologen, Ökologen, Geologen sowie Behörden und unter Berücksichtigung der lokalen Bewohner entwickelt werden.
Das Projekt wird im Rahmen der zweiten Förderbekanntmachung 'Küstenmeerforschung in Nord- und Ostsee' des BMBF-Rahmenprogramms 'Forschung für Nachhaltige Entwicklung' (FONA3) unter dem Forschungsprogramm der Bundesregierung MARE:N - Küsten-, Meeres- und Polarforschung für Nachhaltigkeit gefördert. Vor dem Hintergrund, dass durch die immer intensivere Nutzung der Küstenregionen die Risiken für Menschen und Wirtschaftsgüter bei extremen Naturereignissen stetig steigen, verfolgt die Ausschreibung das Ziel die Weiterentwicklung von zukunftsorientierten Konzepten im Küstenschutz voran zu treiben. Die weltweit ausgeführten Sandaufspülungen sind heutzutage als routinemäßig durchgeführte Küstenschutzmaßnamen anzusehen. Im Kontext eines Integrierten Küstenzonenmanagements (IKZM) und eines ökosystembasierten Management Ansatzes (EAM) aber sind neue Konzepte, Modelle und Werkzeuge zur Gewährleistung und Umsetzung nachhaltiger und umweltfreundlicher Sandaufspülmaßnahmen notwendig. Mit der Umsetzung des Verbundprojektes STENCIL sollen erste Beiträge zur Etablierung eines IKZM und EAM für Sandaufspülungen erarbeitet werden. In dem Verbundprojekt ist die Expertise von Küsteningenieuren, Geologen, Biologen und Toxikologen gebündelt, um verbesserte Werkzeuge und Methoden für die Vorhersage der Hydro- und Morphodynamik an der Küste sowie zur Abschätzung der Auswirkungen von Sandentnahme und -aufspülung auf benthische Habitate und Prädatoren zu leisten. Mit dem Fokus auf das deutsche Wattenmeer leistet das Projekt Beiträge zur 'Wattenmeerstrategie 2100'. Durch Anwendung von Feldmessungen und Laborversuchen sowie konzeptioneller und numerischer Modelle werden wertvolle Datensätze, verbesserte Vorhersagemethoden sowie Prozess- und Arbeitsablaufstudien für die Entwicklung operativer Beobachtungs- und Analyseverfahren für die Praxis entstehen. Gemeinsam mit den Küstenbehörden wird eine Strategie für die Planung und Überwachung zukünftiger Sandaufspülmaßnahmen sowie die notwendigen zukünftigen Forschungsaktivitäten hinsichtlich umweltfreundlicher Sandaufspülungen als 'low-regret' Maßnahmen unter Auswirkungen des Klimawandels erarbeitet.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 113 |
| Land | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 111 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 3 |
| offen | 111 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 101 |
| Englisch | 22 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
| Keine | 43 |
| Webdienst | 1 |
| Webseite | 71 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 88 |
| Lebewesen und Lebensräume | 112 |
| Luft | 68 |
| Mensch und Umwelt | 115 |
| Wasser | 101 |
| Weitere | 113 |