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Schiffsführungssimulation in der BAW - Praxistest von Wasserstraßen und Manöverfahrten im virtuellen Raum

Kann der Ausbau der Hafeneinfahrten an der deutschen Nord- und Ostseeküste mit dem Trend zu immer größeren Schiffe mithalten? Und wie können etwa Schleusenbauwerke an Flüssen und Kanälen für den Binnenschiffsverkehr mit überlangen Großmotorgüterschiffen fit gemacht werden? Leidet die Sicherheit des Verkehrs, wenn immer größere Schiffe die Wasserstraßen befahren? Mit den beiden Schiffsführungssimulatoren der BAW lassen sich Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit und der Qualität der Wasserstraßen schon in der Planungsphase überprüfen und Engpässe ihrer Befahrbarkeit analysieren. Der Trend zu immer größeren Schiffen erhöht die Anforderungen an See- ebenso wie an Binnenschifffahrtsstraßen. Kurzum, es wird allenthalben enger. Noch vor wenigen Jahrzehnten reichte es beispielsweise völlig aus, für die Trassenplanung in Binnengewässern die Fahrspurbreite und damit den Flächenbedarf eines Schiffes aus dem zu fahrenden Kurvenradius, den Schiffsabmessungen und dem Driftwinkel, den das Schiff in der Kurvenfahrt einnimmt, zu berechnen. Aber schon im Zuge des Wasserstraßenausbaus nach Berlin zu Beginn der 1990er Jahre zeigten sich deutlich die Grenzen dieses geometrischen Bemessungsverfahrens: Die bis dahin angestrebten Mindestradien von 600 m für 185 m lange Schubverbände und 110 m lange Großmotorgüterschiffe hätten zum Beispiel beim Ausbau der Havel bei Berlin zu gewaltigen Landschaftsveränderungen in einem Naturschutzgebiet geführt.

Mittlere Anzahl Müllteile 2016

Daten des Strandmüllmonitorings an der schleswig-holsteinischen Ostseeküste. Das Monitoring entlang der Küste Fehmarns wurde vom NABU organisiert und mit Hilfe von freiwilligen Helfern durchgeführt. Die gezeigte Anzahl an Müllteilen ergibt sich aus dem Mittelwert der erfassten Müllteile auf 100m-Transekten in dem genannten Zeitraum. Es werden bis zu 4 Erfassungen pro Monitoringjahr durchgeführt, wobei das Monitoringjahr die Erfassungen von Anfang Dezember des vorhergehenden Jahres bis Ende November des genannten Jahres umfasst. Das Erfassung des Strandmülls erfolgt nach der OSPAR Beach Litter Guideline (2010).

Schwerpunktprogramm (SPP) 1889: Regional Sea Level Change and Society (SeaLevel), Teilprojekt: Sturmfluten, Meeresspiegelanstieg und Anpassungsmaßnahmen an der deutschen Ostseeküste unter Berücksichtigung von kombinierten Extrermereignissen (SEASCApe II - Compound Risks)

Die Schäden in Folge von Extremereignissen können sich durch die Kombination einzelner Ereignistypen (engl.: Compound Events) signifikant erhöhen. Im Küstenraum betrifft dies die Überlagerung von Sturmfluten (als Kombination extremer Wasserstände und Windwellen), extremen Niederschlägen und hohen Binnenabflüssen. Bisher werden bei Schadensabschätzungen und Risikobewertungen überwiegend einzelne Komponenten solcher Extremereignisse betrachtet, während die Risiken durch die Kombination mehrerer unabhängiger oder verknüpfter Extremereignisse vernachlässigt werden. Dies führt zu einer Unterschätzung der tatsächlichen Bedrohung und der damit verbundenen möglichen Schäden. Für die Zukunft wird erwartet, dass sich die Häufigkeiten und Intensitäten solcher Extremereignisse verstärken. Die Abschätzung der resultierenden Vulnerabilität von Küstengebieten wird dabei zusätzlich durch simultane Veränderungen der räumlichen Bevölkerungsverteilung und Bevölkerungsstruktur erschwert. Für die Entwicklung optimaler Anpassungsstrategien ist daher ein ganzheitlicher Ansatz zur Bestimmung des Überflutungsrisikos notwendig, der unterschiedliche Extremereignistypen, deren Kombination und mögliche Änderungen der physikalischen und sozioökonomischen Rahmenbedingungen berücksichtigt.SEASCApe II baut auf dem derzeit laufenden Projekt SEASCApe Baltic auf und adressiert die zuvor genannten Einschränkungen und ermöglicht eine robustere Abschätzung des tatsächlichen Überflutungsrisikos unter der Berücksichtigung verschiedener Szenarien und einhergehender Unsicherheiten auf kurzen und langen Zeithorizonten. SEASCApe II beinhaltet interdisziplinäre Zusammenarbeit und besteht aus drei Arbeitspaketen, die zusammen eine ganzheitliche Bewertung des Hochwasserrisikos und möglicher Anpassungsmaßnahmen vornehmen. Im ersten Arbeitspaket werden mit Hilfe multivariater Statistiken und hydrodynamischer Modelle eine Vielzahl möglicher Extremereignisse und ihrer Kombination entlang der westlichen Ostseeküste simuliert. Arbeitspaket 2 nutzt die resultierenden Wasserstandsganglinien für eine Gefährdungs- und Vulnerabilitätsanalyse der aktuellen und der zukünftigen Küstenbevölkerung für zwei Fallstudien. Des Weiteren wird die Umsetzbarkeit und Zweckmäßigkeit möglicher Anpassungsoptionen bewertet, die auf die Reduktion der Auswirkungen entsprechender Hochwasserereignisse abzielen. Im dritten Arbeitspaket wird untersucht, ob es einen optimalen Zeitpunkt zur Umsetzung bestimmter Anpassungsmaßnahmen gibt, der die Investitionssummen minimiert und Entscheidungsträgern Flexibilität bei der Wahl von Anpassungsstrategien unter sich ändernden Rahmenbedingungen ermöglicht. Dabei werden neben passiven Küstenschutzmaßnahmen auch Anpassung oder Rückzug aus überflutungsgefährdeten Gebieten berücksichtigt. Die Erkenntnisse über die Kombination von Extremereignissen und der Effizienz von Anpassungsmaßnahmen dienen zuständigen Behörden als erweiterte Grundlage zur Entwicklung robuster Anpassungsstrategien.

Hotspot Klima Vielfalt im Hotspot 28 'Westmecklenburgische Ostseeküste und Lübecker Becken', Akzeptanzsteigerung

Methanproduktion durch Mikrophytobenthos und dessen Beitrag am benthischen Methanfluss in der Küstenzone der Ostsee

Der Anstieg natürlicher Emissionen des Treibhausgases Methan haben einen bedeutenden Einfluss auf das Klima der Erde. Als Methanquelle nehmen küstennahe Gewässer eine besondere Stellung ein, da die Methankonzentration im Wasser hier wesentlich höher ist als im offenen Ozean. Trotz der Bedeutung der Küstengebiete ist bisher nur wenig bekannt über die hier zu findenden Methanemittenten und ihr jeweiliger Beitrag am atmosphärischen Methanfluss. Zudem zeigen eine Reihe aktueller Untersuchungen, dass Methan nicht nur unter anoxischen Bedingungen mikrobiell gebildet werden kann, sondern dass dies auch in einer oxischen Umgebung möglich ist. Eine solche Methanproduktion nahe der Meeresoberfläche würde den Weg zwischen Methanquelle und Atmosphäre wesentlich verkürzen und damit den Methanfluss in die Atmosphäre verstärken. Aufgrund einiger Untersuchungen, die eine Verknüpfung zwischen Primär- und Methanproduktion aufzeigen, stellen wir die Hypothese auf, dass Mikrophytobenthos (MPB)-Gemeinschaften eine wichtige, aber bisher nicht bearbeitete Stellung in der Flachwasser-Methandynamik zukommen. MPB-Gemeinschaften nehmen eine herausragende Rolle in der Primärproduktion von Küstensedimenten ein. Um die Bedeutung der MPB-assoziierten Methanproduktion besser einordnen zu können, werden wir das Potential dieser Methanquelle in Inkubationsexperimenten detailliert untersuchen. Zur Bestimmung der hierbei wichtigen Effektoren und Mikrophytobenthosarten werden wir an verschiedenen axenischen und xenischen klonalen Kulturen benthischer Diatomeen-Spezies die Primär- und Methanproduktion unter kontrollierten Temperatur- und Lichtbedingungen bestimmen. Mit Hilfe einer neuen Cavity-Ring-Down-Spektroskopie basierten Methode planen wir an geschlossenen Inkubationen die Methankonzentrationsentwicklung in hoher zeitlicher Auflösung über Tag/Nacht Zyklen zu erfassen. Zusätzliche Inkubationen mit 13C-markierten Substraten werden es uns erlauben, den Weg der Methanproduktion in den Diatomeen einzugrenzen. Bisher wurde der Prozess der oxischen Methanproduktion nur in Kulturexperimenten untersucht. Ob die hier ermittelten Raten auch in die natürliche Umgebung übertragbar sind, wurde hingegen nicht geprüft. Um diese Wissenslücke zu schließen, planen wir neben den Experimenten an klonalen Kulturen auch Studien an natürlichen MPB-Gemeinschaften durchzuführen. Diese Gemeinschaften werden wir im Flachwasser vor der Insel Askö (schwedische Ostseeküste) und dem inneren Küstengewässer vor Zingst (Darßer-Zingst-Bodden, deutsche Ostseeküste) beproben, um ein möglichst breites Spektrum an Sedimenten, hydrodynamischen Bedingungen und MPB-Gemeinschaften abzudecken. Um die in unseren Experimenten ermittelten Methanproduktionsraten in die benthischen und atmosphärischen Methanflüsse besser einordnen zu können, werden wir in beiden Untersuchungsgebieten die Methanflüsse zwischen Sediment, dem Wasser und der Atmosphäre bestimmen.

Time series of environmental parameters of habitats along the Schleswig-Holstein Baltic Sea (2018 et seq)

The here presented data time-series are connected to the publication "Environmental parameters of shallow water habitats in the SW Baltic Sea" (Franz, M. et al. 2019b). Since 2019 a number of stations were added, and, hence, new time-series started. Every year a new dataset will be published including both, old and new stations. The following abstract is revised from Franz, M. et al. (2019b): The coastal areas of the Baltic Sea represent highly variable environments. In order to record the environmental conditions in shallow water habitats of the SW Baltic Sea, a monitoring program was established. The monitoring sites are located along the Baltic Sea coast of Schleswig-Holstein, Germany. Along the coast, 23 stations were established, where samplings for dissolved inorganic nutrient concentrations are conducted. Here, twice per month, water samples are collected in a water depth of 0.5 m. The samples are analysed for the concentration of dissolved inorganic nutrients (total oxidized nitrogen, nitrite, ammonia, phosphate and silicate) by UV/VIS spectroscopy using a continuous flow analyser (type QuAAtro 30; comp. SEAL Analytical, Hamburg, Germany. The system is equipped with a SEAL XY-2 autosampler). Quality control for nutrient measurements is ensured by certified reference material (CRM) by KANSO TECHNOS CO, LTD, Osaka, Japan. Additionally, at four shallow water stations (Booknis Eck, Bülk, Behrensdorf and Katharinenhof) temperature, salinity and dissolved oxygen are continuously logged at 2-3 m depth by self-contained data loggers. These are: (I) MiniDOT loggers (Precision Measurement Engineering; http://pme.com; ±10 µmol L-1 or ±5 % saturation) including antifouling copper option (copper plate and mesh) to measure dissolved oxygen concentration and (II) DST CT salinity & temperature loggers (Star-Oddi; http://star-oddi.com; ±1.5 mS cm-1) to record the conductivity. Both sensor types additionally record water temperature with an accuracy of ± 0.1 °C. The sampling interval was set to 30 minutes for all parameters. Another seven stations for continuous recordings of environmental parameters (again: temperature, salinity, dissolved oxygen) with the same two types of sensors were installed at 4-6 m depth in the context to the long-term monitoring project RegLocDiv (Regional-Local-Diversity) by M. Wahl (Franz, M. et al. 2019a) and included into this data set. These stations are at: Falshoeft, Booknis Eck, Schoenberg, Westermakesdorf, Staberhuk, Kellenhusen and Salzhaff (abandoned in 2023). Since 2021, in the context of implementing a reef monitoring to fulfil obligations by the EU Habitats Directive, step-by-step, eleven further stations were installed at reefs in the Schleswig-Holstein Baltic Sea. These are at: Platengrund (14 m depth) and Mittelgrund (8 m) (both since 2021), at Walkyriengrund (9 m), Brodtener Ufer (8 m), Außenschlei (11 m), Kalkgrund (8 m), Stollergrund (7.5 m) and Flueggesand (10 m) (all since 2022), as well as at Gabelsflach (10 m), Sagasbank (8.5 m) and Stabehuk (11.5 m) (all since 2023). Again, at all of these 11 stations, temperature, salinity and dissolved oxygen are continuously logged by self-contained data loggers: Conductivity (and temperature) is logged by HOBO® Salt Water Conductivity/Salinity Data Logger (Onset Computer Corporation, Bourne, MA, USA; https://www.onsetcomp.com) using the U2X protective housing to prevent fouling on the sensors. The same MiniDOT loggers (Precision Measurement Engineering) as at the above mentioned more shallow stations (including antifouling copper plate and mesh) are used to measure dissolved oxygen concentration. Dissolved oxygen concentration data measured by the MiniDOT loggers are corrected for a depth of 5 m (or 2,5 m on the shallow stations) using the software provided by the manufacturer. Additionally, a manual compensation for salinity was calculated (see details in Franz, M. et al. 2019b). Quality control was carried out by spike and gradient tests, following recommendations of SeaDataNet quality control procedures (see https://seadatanet.org/Standards/Data-Quality-Control). All data values were flagged according to applied quality checks using the following flags: 1 = Pass, 2 = Suspect, 3 = Fail, 4 = Visually suspect, 5 = Salinity compensation fail (further explanations can be found in Franz, M. et al. 2019b). The project is funded by the LfU (Landesamt für Umwelt, Schleswig-Holstein, Germany). Main responsible persons are C. Hiebenthal, C. Lieberum, F. Weinberger and R. Karez. Responsible for the nutrient analysis: N. Stärck; Responsible for taking the water samples: C. Lieberum and D. Bürger.

Sauerstoffzehrung von Gewaessersedimenten und Sauerstoffproblem bei der Umlagerung von Baggermaterial im Tidebereich

Zweck und Ziel: Aufgabe ist es, die verkehrswasserwirtschaftlichen Rahmenbedingungen fuer die Umlagerung von Baggermaterial im Tidebereich (Ems-Weser-Aestuar) und im Brackwasser der Ostsee durch gezielte Untersuchungen zu quantifizieren und insbesondere Vorschlaege fuer eine Risikominderung zu formulieren. Ausfuehrung: Fuer die Frage nach der Auswirkung einer Umlagerung von Baggermaterial auf den Sauerstoffhaushalt sind folgende systematische Untersuchungen erforderlich: 1. Kartierung der zur Baggerung anstehenden Sedimente hinsichtlich ihrer Zehrungseigenschaften; 2. Bestimmung des Sauerstoffverbrauchs von Baggermaterial in Suspension im Saug-Baggerbetrieb, einschliesslich der Sauerstoffzehrung des ueberfliessenden Spuelwassers; 3. In-situ-Messungen (Sauerstoffgehalt, Truebungskonzentration) bei der Baggerung und Umlagerung; 4. Erfassung der stoffwechseldynamischen Situation und Berechnungen zum Sauerstoffhaushalt im Tidebereich. Ergebnisse: Eine Reihe weiterer Sedimentuntersuchungen im Weser-Aestuar und an der Ostseekueste (Flensburger Foerde, Kieler Foerde, Hafen Neustadt) wurden gutachterlich bearbeitet. Es zeigt sich immer deutlicher, dass feinkoernige Sedimente aus dem inneren Teil der Ostseefoerden vielfach stark anaerob sind und dementsprechend eine hohe Sauerstoffzehrung aufweisen. Im Falle einer Umlagerung dieser Baggersedimente wird zur Minimierung negativer Auswirkungen auf den Sauerstoffhaushalt eine moeglichst kompakte Ablagerung empfohlen. Feinkoernige Sedimente aus dem Weser-Aestuar zwischen Brake und Bremerhaven sind hingegen weniger zehrungsintensiv und durchweg aerob.

Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 1518 Flensburg

Auf Blatt Flensburg ist der südliche Teil der Halbinsel Jütland abgebildet. Während im Westen die Nordsee mit dem Nordfriesischen Wattenmeer, den Halligen und den Nordseeinseln Amrun, Föhr, Sylt und Rømø erfasst ist, wird am Ostrand der Karte die Ostseeküste mit Eckernförder und Flensburger Bucht sowie der dänischen Insel Als dargestellt. Im Kartenblatt sind neben den Oberflächensedimenten des Festlandes auch die Ablagerungen des rezenten Meeresbodens, des Hallig- und Strandbereichs sowie der Watt- und Marschgebiete erfasst und detailliert untergliedert. Auf die marin-litoralen Faziesbereiche entfallen allein 51 der insgesamt 85 Holozän-Einheiten der Legende. Auf dem Festland treten die holozänen Ablagerungen hinter den pleistozänen Sedimenten der Weichsel- und Saale-Kaltzeit zurück. Sie finden sich nur vereinzelt in den Flussniederungen und Senken (hauptsächlich Moorbildungen). Zu den glazialen Sedimenten, die den Festlandsbereich dominieren, zählen: Geschiebelehm der Grundmoränen, glazifluviatile Sande und Schotter, glazilimnische Beckenschluffe und Flugsande. Dabei lassen sich von Ost nach West Unterschiede in der Sedimentverteilung feststellen. Während im östlichen Teil Jütlands Geschiebelehm der weichselkaltzeitlichen Grundmoräne dominiert, werden im zentralen Teil weite Flächen von weichselkaltzeitlichen Sandern eingenommen. Im Westen Jütlands sind dann vermehrt auch Saale-kaltzeitliche Ablagerungen zu finden. Aufgrund der Geschlossenheit der quartären Deckschicht treten ältere Schichten des präquartären Untergrundes kaum zu Tage. Pliozäner Sand und miozäner Ton sind in regional eng begrenzten Vorkommen nur auf Sylt anstehend. Neben der Legende, die über Alter, Petrographie und Genese der dargestellten Einheiten informiert, gewähren drei Profilschnitte zusätzliche Einblicke in den geologischen Bau des Untergrundes. Das längste Profil beginnt am Nordzipfel der Insel Sylt und kreuzt in südöstliche Richtung die Halbinsel Jütland. Die beiden kürzeren Profilschnitte queren den westlichen Teil Jütlands von Nord nach Süd bzw. von Nordwest nach Südost. In allen drei Profilen wird die Mobilität der Zechstein-Salze im Untergrund deutlich - angeschnitten sind die Salzstöcke von Sieverstedt, Süderbrarup, Waabs-Nord und Süderstapel.

Gutachten und Stellungnahmen zur Hydrodynamik, Morphologie und Sedimentdynamik der Ostseeküste

In Verbindung mit Küstenschutzmaßnahmen je nach Örtlichkeit und Themen.

Müll im Meer - Neue Handlungsfelder

Kurzbeschreibung In der Veranstaltung wird das Problem der Gewässerverschmutzung durch Müll und die damit im Zusammenhang auftretenden Fragen thematisiert werden. In zwei Workshops werden Fragestellungen zu ausgewählten Konfliktpunkten bearbeiten, um eine Handreichung mit Handlungsmöglichkeiten für Kommunen und Touristiker zu erstellen. Schwerpunkte: - die EU Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie und der HELCOM Aktionsplan - Ergebnisse des Spülsaummonitorings an der Ostseeküste - Bedeutung des Tourismus als Verursacher - Verantwortung und Handlungsoptionen auf kommunaler Ebene Siehe auch Website. Ergebnisse Handreichung mit priorisierten Handlungsoptionen für Kommunen und Touristiker.

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