Das Projekt "Koordinierte Bewirtschaftung von Staustufenketten - Modellierung und Betrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Problemdarstellung und Ziel. Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Die lokale OW/Q-Regelung einer einzelnen Stauhaltung ist Stand der Technik und arbeitet in der Regel zuverlässig. Diese Regelung ist im Rahmen des FuE-Vorhabens 'Optimierungsverfahren für die Parametrisierung von Reglern der automatisierten Abfluss- und Stauzielregelung (ASR)' analysiert worden und die Ergebnisse sind in den BAW-Mitteilungen 96 dokumentiert.
Das aktuelle FuE-Projekt konzentriert sich auf eine Kette von Stauhaltungen, deren Betrieb gegenüber einer rein lokalen Regelung dann verbessert werden kann, wenn die lokalen Regler in vorgegebenen Grenzen 'richtig gesteuert' werden. Der BAW ist kein allgemeingültiges Verfahren bekannt, mit dem Ketten von Staustufen koordiniert bewirtschaftet werden.
Die Verbesserung der Bewirtschaftung einer Stauhaltungskette erfordert Eingriffe und komplexe Berechnungsalgorithmen auch auf der Ebene der lokalen OW/Q-Regelung. Daraus resultiert die Frage, wie aufwändig und sicher diese Algorithmen auf eine echtzeitfähige Zielplattform übertragen werden können.
Untersuchungsziel: Das Untersuchungsziel ist die Entwicklung eines allgemeingültigen Ansatzes einer koordinierten Bewirtschaftung von Stauhaltungsketten. Hierfür sind folgende Teilaufgaben zu bearbeiten: - Einrichtung und effektive Parametrisierung einer koordinierten Bewirtschaftung an Stauhaltungsketten. Hierfür sind die Algorithmen für die Bewirtschaftung allgemeingültig zu formulieren. - Erarbeitung von vertieften Kenntnissen der Modellierung der Regelstrecke in Zusammenspiel mit Regelalgorithmen. - Übertrag der koordinierten Bewirtschaftung auf eine Zielplattform und Nachweis, dass der Ansatz echtzeitfähig ist.
Untersuchungsmethoden: Die Umsetzung der koordinierten Bewirtschaftung ist an der Mosel und am Neckar vorgesehen. Die Bearbeitung erfordert ein vertieftes Wissen über partielle Differentialgleichungen im Zusammenspiel mit der Regelung und der Optimierung gekoppelter Systeme. Die Regelungstechnik spricht bei Regelstrecken, deren Verhalten durch partielle Differentialgleichungen beschrieben wird, von Strecken mit verteilten Parametern. Die Regelung von Strecken mit verteilten Parametern ist ein aktuelles Forschungsgebiet der Universitäten. Die BAW ist aufgrund begrenzter Personalkapazitäten nicht in der Lage, diese Fragestellungen in der notwendigen Tiefe und Schnelligkeit zu bearbeiten. Das dafür notwendige Spezialwissen ist in der Universität Stuttgart (Prof. Sawodny) vorhanden, die daher über einen FuE-Kooperationsvertrag mit der Entwicklung eines allgemeingültigen Algorithmus zur koordinierten Bewirtschaftung von Stauhaltungsketten beauftragt wurde.
Das Projekt "Umweltrelevanz der dezentralen Kompostierung: klimarelevante Gasemissionen, flüssige Emissionen, Massenbilanz, Hygienisierungsleistung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Landtechnik durchgeführt. Ziel einer nachhaltigen und kreislauforientierten Abfallbewirtschaftung ist die Sicherstellung einer kontinuierlichen, hohen Produktqualität und die Erhaltung hoher Standards im Hinblick auf die flüssigen und gasförmigen Emissionen im Zuge der Herstellungs- und Verwertungsprozesse. Seit Einführung der getrennten Sammlung biogener Abfälle bestand in vielen Bundesländern ein klares strategisches Votum dafür, durch die Förderung der Hausgarten- oder Eigenkompostierung organische Küchen- und Gartenabfälle erst gar nicht in den kommunalen Abfallstrom einzuschleusen und somit Ressourcenschonung in den Bereichen Transport, Sammellogistik, Anlagenkapazitäten, Bodenverbesserungsmittel und Substrate auf Torfbasis sowie Mineraldüngerverbrauch zu bewirken. Für die Annäherung an die Frage, ob grundsätzlich bei entsprechender Eignung der Ausgangsmaterialien Anaerobverfahren oder einer möglichst flächendeckenden dezentrale Hausgartenkompostierung im locker verbauten und ländlichen Bereich der Vorzug zu geben ist, müssen eine Vielzahl an Parametern logistischer und siedlungsökologischer Natur aber nicht zuletzt auch das Potential an Abluftemissionen in Form der klimarelevanten Gase NH3, CH4, und N2O in Betracht gezogen werden. Im Forschungsprojekt wird der Frage der qualitativen Leistungsfähigkeit der Hausgartenkompostierung im Hinblick auf die Entstehung klimarelevanter Gase sowie die Bildung von Sickerwasser, die Hygienisierungsleistung und die Qualität des Endproduktes (im Sinne der Kompostverordnung) unter praxisüblichen Bedingungen nachgegangen. Darüber hinaus soll versucht werden, eine Übersicht zur Struktur der Verwertung biogener Abfälle in Österreich und insbesondere der volkswirtschaftlichen und ökologischen Bedeutung der Hausgartenkompostierung respektive möglicher Potentiale abzuschätzen. Mit dem vom ILUET entwickelten begehbaren bzw. mobilen Emissionsmessraum ist es zum erstenmal möglich, kontinuierliche Messungen klimarelevanter Emissionen über einen längeren Zeitraum unter praxisüblichen Bedingungen durchzuführen. Dadurch können die Emissionen des gesamten Systems der Kompostierung im Verlauf der relevanten Prozessphasen erfasst werden. In Kombination mit der Massenbilanz wird eine vollständige Stoffbilanzierung der dezentralen Kompostierungssysteme durchgeführt. Die Einbeziehung der qualitativen Aspekte (Seuchenhygiene und Kompostqualität) ermöglicht eine ökologische Gesamtbewertung der untersuchten Kompostierungssysteme vor dem Hintergrund volkswirtschaftlicher Aspekte des Ressourcenmanagements. In einem zweiten Modul wird im großen Messraum seit Juli 2000 eine Gegenüberstellung von 3 Mietenkompostierungen mit je ca. 10 m3 der Ausgangsstoffe Biotonne, Klärschlamm, und Grünschnitt durchgeführt. Damit besteht die Möglichkeit, einen direkten Systemvergleich in Abhängigkeit der Rohstoffmischungen vorzunehmen. Die Mieten werden in Anlehnung an praxisübliche Bedingungen wöchentlich umgesetzt.