Das Projekt "Untersuchung von Prognosefähigkeit von mehrdimensionalen Feststofftransportmodellen an spezifischen Fragestellungen aus dem Flussbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Bei den durch die BAW durchgeführten Untersuchungen zur Wirkungsweise flussbaulicher Maßnahmen muss zunehmend die morphodynamische Flussentwicklung einbezogen werden. Darüber hinaus ist eine räumliche Betrachtung der Phänomene in vielen Fällen auf Grund des komplexen Zusammenspiels zwischen Hydrodynamik und Morphodynamik unabdingbar. Gegenüber hydraulischen Modellen mit beweglicher Sohle bieten mehrdimensionale numerische Feststofftransportmodelle (FT-Modelle) den Vorteil eines geringeren Aufwandes. Mehrdimensionale FT-Modelle, welche zur Lösung von instationären großskaligen Problemen benutzt werden können, haben heute bereits einen beachtlichen Entwicklungsstand erreicht. Allerdings setzt eine erfolgreiche Anwendung dieser Verfahren ein grundlegendes Verständnis der physikalischen Phänomene sowie große Erfahrung auf dem Gebiet der numerischen Modellierung voraus. Dies ist bedingt durch die Vielfalt und enorme Komplexität der morphodynamischen Phänomene (insbesondere durch die Rückkopplungsprozesse zwischen Strömung und sich umlagernder Sohle) und durch deren phänomenspezifische Beschreibung mittels semi-empirischer Gleichungen. Zur numerischen Abbildung der physikalischen Prozesse sind strukturelle Vereinfachungen unumgänglich. Während die Überprüfung von rein hydrodynamischen Modellsystemen an bekannten analytischen Lösungen durchgeführt werden kann, fehlen diese für komplexere morphodynamische Prozesse. Die Zuverlässigkeit dieser Modellklasse ist daher an die Verifikation und Validierung durch Fallstudien und an die Erfahrung des Programmentwicklers gebunden. Verifikation, Validierung und Kalibrierung der Modelle müssen daher sehr sorgfältig und ausführlich durchgeführt werden. Für die BAW ist der Nachweis der Anwendbarkeit und der Grenzen für die praxisrelevanten Fragestellungen zu erbringen. Zentral ist dabei die Frage, mit welcher Sicherheit FT-Modelle bei welchen Fragestellungen zur Prognose von Sohlentwicklungen eingesetzt werden können. Ziel des Projektes ist es, die Eignung numerischer FT-Modelle zur Abbildung grundlegender morphologischer Prozesse anhand von Messungen aus Labormodellen zu beurteilen. Als Ergebnis werden Weiterentwicklungspotenziale sowie eine beschleunigte Einführung der mehrdimensionalen FT-Modelle im Rahmen der Projektarbeit erwartet. Dafür werden folgenden Untersuchungsschwerpunkte verfolgt: - Untersuchungen an Labormodellen mit beweglicher Sohle für die Herstellung von geeigneten Messdatensätzen zur Standard-Verifikation von FT-Modellen. - Verifikation bestehender FT-Modelle anhand geeigneter Messdatensätze. Ziel ist es, die Anwendbarkeit und Grenzen der Modelle aufzuzeigen. Dazu gehört auch die Einschätzung der erreichten Genauigkeit mit Methoden der Wahrscheinlichkeitsrechnung. - Weiterentwicklung bestehender FT-Modelle in Zusammenarbeit mit Universitäten. Die Mängel sollen entsprechend ihrer Projektrelevanz behoben werden.
Das Projekt "Grosstechnische Untersuchungen und Optimierungsmassnahmen an kunststoffgefuellten Tropfkoerpern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl und Laboratorien für Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Schwerpunkte des Forschungsvorhabens sind Untersuchungen zum Einfluss saisonaler Randbedingungen auf die Tropfkoerperleistung, zur Kontrolle der Population hoeherer Organismen sowie zu betriebstechnischen Fragestellungen wie der Wasserverteilung, der Verweilzeit oder dem Schlammbetrieb aus der Nachklaerung. Ziel der Untersuchungen ist es, die Ursachen der oft unzureichenden Nitrifikationsleistung von Tropfkoerpern mit Kunststoffmaterial zu konkretisieren, um schliesslich Betriebsempfehlungen auszuarbeiten, die unter Beruecksichtigung saisonaler Gegebenheiten zu einer prozessstabilen Nitrifikation fuehren.
Das Projekt "Leitantrag - TransporTeilprojekt rozesse, Morphodynamik und Wasserqualität bei Paranaguá" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von tian-Albrechts-Universität zu Universität zu Kiel, Forschungs- und Technologie-Zentrum Westküste durchgeführt. TP 1: Ziel ist die Charakterisierung von Transportprozessen und wichtigen Aspekten der Wasserqualität im Bereich des Hafens/der zentralen Bucht von Paranagua. Im Zentrum steht die Untersuchung der Auswirkungen von Erhaltungsbaggerei, Baggergutverklappung und hafenbedingten Abwasser- und Stoffeinträgen auf die Morphodynamik, Verschlickung und Wasserqualität im Hafenumfeld. Auf Basis von umfangreichen Felduntersuchungen und bestehenden Datensätzen werden physikalische, chemische und biologische Kenngrößen des Wasserkörpers ermittelt und die Bedeutung von Nährstoffemissionen und enterobakteriellen Einträgen auf den Qualitätsstatus des Hafenwassers und der benachbarten Gebiete untersucht. Es werden hochauflösende numerische Modelle zur Simulation der Hydrodynamik, Sedimentdynamik, Morphodynamik und Wasserqualität in der zentralen Bucht von Paranagua entwickelt, auf deren Grundlage Optimierungsstrategien für ein zukünftiges Baggerei- und Emissionsmanagement abgeleitet werden. Die Szenarien bilden die Grundlage für die Entwicklung von Nachhaltigkeitsleitlinien und Monitoringstrategien, welche den regionalen Behörden zur Verfügung gestellt werden.