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Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA), Analytik (ZEA-3) durchgeführt. In SIGN1 wurden im Verbund der Partner viele Untersuchungen durchgeführt. Aus der Vielzahl der Einzelergebnisse konnten Rückschlüsse über die Situation im See und über die Entstehung von T&O Komponenten im Herstellungsprozess des Trinkwassers ermittelt werden sowie Empfehlungen zur Vermeidung der T&O-Komponenten gegeben werden. Einen wesentlichen Aspekt, der jedoch in seiner Dimension nicht vorhersehbar war, stellt die hohe Dynamik des Gesamtsystems dar. Der Seeboden ist mit Sediment bedeckt, das bereits durch leichte Windstöße aufgewirbelt werden kann und damit sehr schnell die Nährstoffsituation für Algen aber auch das ins Wasserwerk eingepumpte Rohwasser dramatisch verändert. Zudem liegt der See nah an der Küste und ist damit kurzfristigen Wetterwechseln zwischen starkem Sonnenschein und Regenereignissen mit Wind ausgesetzt. Dies hat direkte und indirekte Auswirkung auf die Rohwasserqualität und führt zu Problemen bei der Trinkwasserherstellung.

Sub project: TTH

Das Projekt "Sub project: TTH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie, Institut für Stahlbau, Arbeitsgruppe Testzentrum Tragstrukturen durchgeführt. Im Rahmen des beantragten Projektes TANDEM werden die Grundlagen geschaffen, um die für die Beschreibung des nichtlinearen Last-Verformungsverhaltens von XL-Monopiles im Seeboden (p-y-Kurven) notwendigen Eingangsparameter im Großversuch zu erfassen und unterschiedliche Einbringverfahren für große Durchmesser vergleichend zu erproben. Die hier erforschten und entwickelten Zusammenhänge bilden die Grundlage für den reibungslosen Verlauf von geotechnischen Großversuchen und somit die Basis für wissenschaftlich exakte und nachvollziehbare Versuchsanordnungen bei Großversuchen im TTH. Im AP 2 des Gesamtvorhabens wird mit diesem Teilprojekt das Ziel verfolgt, die Bodencharakterisierung des Testsandes durchzuführen, um Eingangsparameter für numerische Untersuchungen zur Verfügung zu stellen. Es werden die Versuchskörper und die Randbedingungen zur experimentellen Umsetzung der wissenschaftlichen Fragestellung entwickelt. Die Mitarbeiter der Fraunhofer Gesellschaft IWES bearbeiten gemeinsam mit den TTH Mitarbeitern das Arbeitspaket AP 3 des Gesamtvorhabens. Zunächst wird eine reproduzierbare Befüllung der Baugrundversuchsgrube erarbeitet. Hierzu wird das Konzept weiter entwickelt, um einen möglichst realitätsnahen Versuchsboden im Hinblick auf Offshorebedingungen zu gewährleisten. Für die kontinuierliche Messung der Druckverhältnisse im Boden wird ein zuverlässiges Verfahren entwickelt, um die Instrumentierung des Bodenkörpers zielorientiert zu gestalten. Bei Offshore-Messungen an Tragstrukturen sind für die Messsensoren und -leitungen robuste Lösungen zu erarbeiten. Dies umfasst auch die Entwicklung entsprechender Schutzsysteme. Im diesem Teilprojekt wird in einem weiteren AP das Strukturverhalten von XL-Monopiles bei unterschiedlichen Einbringverfahren untersucht. Hierzu sollen mindestens zwei Verfahren im TTH angewendet und aus den Versuchsergebnissen Empfehlungen für nachfolgende Versuche erarbeitet werden. Als letztes Arbeitspaket soll ein standardisierter Versuchsaufbau für lateral beanspruchte Großversuche entwickelt werden.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Hydrologie, Limnologische Forschungsstation durchgeführt. Teilprojekt 4 wird ein toolkit entwickeln, welches das nachhaltige Wassermanagement unterstützt und in dem Grundwasser und Schadstoffflüsse identifiziert, charakterisiert, und quantifiziert werden können. Es soll flexibel sein, so dass Wassermanager angebrachte Methoden an ortsspezifische Bedingungen anpassen können. Wir gehen davon aus, dass die Entwicklung dieses toolkits eine nachhaltige Nutzung der Wasserressourcen sicherstellen kann und Wasserqualität und -quantität auch unter Änderungen des Klimas und sozialer Strukturen geschützt werden können. Teilprojekt 4 wird in drei Arbeitsbereichen tätig sein: 1. Identifizierung und Kartierung der Grundwasserzuflusszonen mittels physikalischen (Sonar, Temperatur, elektrische Leitfähigkeit) und chemischen (O2) Methoden. Wir werden ein hochauflösendes Kartiersystem bauen, wobei ein Temperatursensor array über den Seegrund gezogen wird. Sauerstoff und elektrische Leitfähigkeitssensoren werden an das Kartiersystem gebunden, als zusätzliche Tracer des Grundwasserflusses. Ein Unterwasser GPS wird die Positionen georeferenziert aufzeichnen. Die Bereiche für die thermische Kartierung werden aufgrund ausgesuchter thermaler Bilder und hochauflösenden Sonarbildern aus einem vorhergegangenen Projekt ausgewählt. 2. Quantifizierung und Charakterisierung der Grundwasser- und Schadstoffflüsse an aktiven Grundwasserzuflusszonen mittels 1) Physikalischer Methoden wie z.B. Flusskammern, Temperaturprofilen, und Piezometernestern, 2) geochemischer Methoden wie z. B. Radon, Spurengase, stabile Isotope, Ionen, Nährstoffe und Metallanalyse. 3. Charakterisierung der Sensibilität des Grundwassersystems gegenüber Klimawandel und Schadstoffverschmutzungen. Dies wird durch Quantifizierung der Verweilzeit im Grundwassersystem mittels Verweilzeittracer (3H/3He and SF6) aus Flusskammer-, Piezometer- und Beobachtungsbrunnen-Proben erreicht. Verweilzeit wird mittels 'lumped parameter models' berechnet.

Pockmark formation and methane emission in Lake Constance

Das Projekt "Pockmark formation and methane emission in Lake Constance" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft, Biologische Anstalt Helgoland (Institut BAH) durchgeführt. In the preceding project, pockmarks in a freshwater environment (Lake Constance, Southern Germany) were studied in detail for the first time. The results of the first granting period revealed that a considerable area of the lake bottom near the entrance of the Alpine River Rhine is densely covered with pockmarks. These pockmarks with a diameter of up to 16 m are mostly located along ridges. Methane release was dominated by massive gas ebullition, which increased the methane concentrations in the water column substantially. Methane releases were highly variable in time and space. Isotopic analysis of the gas revealed a light and clearly biogenic signature. Based on the promising results of the first granting period, the following new topics will be investigated within the next granting period: (1) is the formation of pockmarks in Lake Constance only related to high input of organic matter and which time scales are relevant for pockmarks? (2) How does the methane flux and ebullition vary over time (e.g. seasonal cycle) and space? (3) Which role play methane-oxidizing bacteria in reducing the methane flux, and are they adapted to this specific environment? (4) Can the light methane-derived carbon be followed up in the benthic and pelagic food chains?

Belastung des Seebodens des Bodensees mit Mineraloel

Das Projekt "Belastung des Seebodens des Bodensees mit Mineraloel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg, Institut für Seenforschung durchgeführt. Aus der derzeitigen Belastung des Seebodens des Bodensees mit Mineraloel soll im Vergleich mit den Untersuchungen vor fuenf Jahren die Belastungstendenz ermittelt werden. Infrarotspektroskopische, saeulenchromatographische und gaschromatographische Analysen der Kohlenwasserstoffe.

Auswirkungen der Konditionierungsanlagen im Zulauf der Talsperre Spremberg auf den Fischbestand und die Mollusken

Das Projekt "Auswirkungen der Konditionierungsanlagen im Zulauf der Talsperre Spremberg auf den Fischbestand und die Mollusken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Binnenfischerei e.V., Potsdam-Sacrow durchgeführt. Zielstellung: In der Talsperre Spremberg und vor allem in der Vorsperre Bühlow wird ein Großteil der Eisenfracht der Spree durch Sedimentation zurückgehalten. Um die Sedimentationsgeschwindigkeit und den Eisenrückhalt in der Vorsperre zu erhöhen, werden Kalkmilch und ein Flockungshilfsmittel vor der Vorsperre eingeleitet. Vor dem Beginn der Wasserkonditionierung sollte eine Vorabschätzung zu möglichen Auswirkung der Flockungsmittel Weißkalkhydrat in Kombination mit dem Flockungshilfsmittel Koaret PA 3230 T auf den Fischbestand in der Talsperre Spremberg erfolgen. In einem weiteren Schritt wurde ein Monitoring der Jungfisch-, Benthos- und Großmuschelbestände im Rahmen der FFH-Verträglichkeitsprüfung für die Ausbringung von Flockungsmitteln in der Talsperre Spremberg begonnen. Ergebnisse: Die fachliche Vorabschätzung der möglichen Auswirkungen der Flockungsmittel Weißkalkhydrat in Kombination mit dem Flockungshilfsmittel Koaret PA 3230 auf den Fischbestand der Talsperre Spremberg (LEWIN & RÜMMLER, 2015) ergab, dass die ausgebrachten Mengen der Stoffe weit unterhalb kritischer Grenzwerte liegen und somit von keinen negativen Einflüssen auf den Fischbestand ausgegangen werden kann. Die Untersuchungen des Makrozoobenthos ergaben gegenüber dem Vorjahr einen Anstieg der Bodentierdichte um das Dreifache. Ein Einfluss der Intensität der Eisenockerbildung auf die Benthosdichte konnte nicht festgestellt werden. Im Jahr 2015 war somit eine deutlich bessere Nahrungsgrundlage für eine Vielzahl von Fischarten vorzufinden als im Jahr 2014. In der Talsperre Spremberg wurden die drei Großmuschelarten Gemeine Teichmuschel, Malermuschel und Große Flussmuschel mit abschnittsweise hohen Besiedlungsdichten vorgefunden. Aus diesem Grund ist die Talsperre als schützenswerter und bedeutender Großmuschellebensraum in Südbrandenburg einzustufen. Es zeigte sich jedoch auch, dass vor allem die schwankenden Wasserstände und die Eisenockerablagerungen das Vorkommen oder Fehlen von Großmuscheln deutlich beeinflussten. Die Untersuchung des Gesamtfischbestandes ergab, dass 2015 bei gleicher Artenanzahl teilweise andere Fischarten als im Vorjahr in den Fängen auftraten. Der erhöhte Diversitätsindex zeigte eine gegenüber 2014 gesteigerte Artenvielfalt des Fischbestandes. Der Einheitsfang mit den benthischen Stellnetzen, als relatives Maß für die Bestandsgröße, war 2015 um das Dreifache größer als 2014. Die Ergebnisse der Elektrofischerei und der Stellnetzfischerei bestätigten ein natürliches Jungfischaufkommen von 11 der 13 nachgewiesenen Fischarten. Ausnahmen davon bilden Aal und Döbel. Somit konnte anhand der durchgeführten Untersuchungen kein negativer Einfluss auf die natürliche Reproduktion der nachgewiesenen Fischarten festgestellt werden. Zusammenfassend konnte kein direkter negativer Zusammenhang zwischen dem Betrieb der Konditionierungsanlage und den derzeitigen Fisch-, Benthos- und Großmuschelbeständen in der Talsperre Spremberg festgestellt werden.

Biologischer Zustand des Seebodens des Bodensees

Das Projekt "Biologischer Zustand des Seebodens des Bodensees" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg, Institut für Seenforschung durchgeführt. Ueberwachung und Ermittlung des zeitlichen Verlaufs der Veraenderungen des biologischen Seebodenzustandes als Indikation fuer die Belastung mit organischem Material. Biologische Anlayse des Makro-Zoobenthos besonders der Tubificiden, sowie begleitende physikalische und einfache chemische Anlayse der Sedimente.

Vorhaben: MAM - Akustische Detektierung des Makrobenthos

Das Projekt "Vorhaben: MAM - Akustische Detektierung des Makrobenthos" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INNOMAR Technologie GmbH durchgeführt. INNOMAR widmet sich im Vorhaben hauptsächlich der akustischen Erfassung benthischer Makrofauna und Flora. Im Projekt sollen neben der Kartierung der Makrofauna auch Seegrasflächen untersucht werden. Sowohl grabende Makrofauna als auch die vom Seegras gebildeten Rhizome und Wurzeln verändern die akustischen Eigenschaften des Seebodens sowohl auf der Bodenoberfläche als auch in den oberen Bodenschichten und können daher mit akustischen Messsystemen erfasst werden. Während die akustischen Eigenschaften der Bodenoberfläche mit Fächerecholoten erfasst werden, sind für den Seeboden Verfahren der 3D-Seismik nötig. Die räumliche Auflösung, die Größe der beschallten Fläche und die Frequenzbereiche am Markt vorhandener System sind jedoch nicht geeignet, um aus den gewonnenen Daten des Sedimentkörpers zwischen Materialien mit sehr ähnlichen akustischen Eigenschaften zu differenzieren bzw. sehr kleinskalige Strukturen zu kartieren. Hierfür soll im beantragten Vorhaben ein neuartiges Sedimentecholot entwickelt und als Labormuster hergestellt und erprobt werden. Weitere Erläuterungen siehe Abschnitt 2.3. im anliegenden Dokument. AP1: Design des Gesamtsystems AP2: Entwurf und Realisierung der Systemkomponenten AP3: Signalverarbeitung AP4: Kalibrierung AP5: Erprobung der Systemkomponenten und des Gesamtsystems AP6: Dokumentation, Projektkoordination.

Monsunvariabilität in SE-China - der Huguang-Maarsee (Huguangyan)

Das Projekt "Monsunvariabilität in SE-China - der Huguang-Maarsee (Huguangyan)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Südchina, insbes. die Provinz Guandong, ist eines der am dichtesten besiedelten Gebiete der Erde. Positive Konsequenz dieser Ballung ist eine äußerst dynamische Wirtschaftsentwicklung, aber gerade diese von subtropischem Monsunklima geprägte Region ist auch immer wieder Ausgangspunkt für sich schnell und zunehmend global ausbreitende epidemische Krankheiten wie zuletzt SARS. Mit der globalen Erwärmung einhergehende Klimaveränderungen könnten sich für diese Region insbesondere durch Veränderungen der Häufigkeit und Intensität tropischer Wirbelstürme, aber auch Änderungen der Niederschlagsmenge- und Intensität bemerkbar machen. Im Gegensatz zu den schon recht umfangreichen Datensätzen aus der Südchinesischen See (SCS) gibt es bisher jedoch nur sehr wenige terrestrische Paläoklimaarchive aus der Region, die Klimaveränderungen während des Holozäns, des Spätglazials oder Glazials hochauflösend dokumentieren. Wir haben deshalb einen an der nördlichen Küste der SCS gelegenen Maarsee ausgewählt, um über die Analyse von Proxydaten aus Seesedimenten solche Paläo-Klimavariationen zu untersuchen. Aus dem Sediment des Huguang-Maarsees wurden mittels Usinger-Präzisionsstechtechnik von einem Floss aus insgesamt 7 Sedimentsequenzen gewonnen, von denen die tiefste bis 57 m unter den Seeboden reicht. Die zeitliche Einstufung der Profile wurde mit Hilfe von 17 Radiokohlenstoff-Datierungen vorgenommen und ergab ein extrapoliertes Maximalalter von ca. 78.000 Jahren. Ein breites Spektrum aus sedimentologischen, geochemischen, paläo- und gesteinsmagnetischen sowie palynologischen Methoden kam sodann zum Einsatz, um die Paläo-Umweltbedingungen, die natürlich immer das entsprechende Klima widerspiegeln, während dieses Zeitraumes zu rekonstruieren. Überraschenderweise ergab sich ein von vielen bekannten Klimaprofilen der Nordhemisphäre (insbes. des Atlantikraumes, aber auch mariner Kerne aus dem Indik und Südostasien) abweichendes Muster. Im Gegensatz zu dem bekannten Grundmuster eines vergleichsweise stabilen Klimas während des Holozäns und stärkerer Schwankungen während des letzten Glazials weisen die Daten aus dem Huguang-Maarsee für das letzte Glazial im Zeitraum zwischen 15.000 und 40.000 Jahren auf relativ stabile Umweltbedingungen hin. Die älteren Bereiche zwischen 40.000 und ca. 78.000 Jahren haben durch Eintrag von umgelagertem Torf eine eher lokale Komponente und sind somit für den regionalen und globalen Vergleich ungeeignet. Das Holozän hingegen zeichnet sich durch hohe Schwankungsamplituden vieler Proxydaten (Karbonatgehalt, magnetische Suszeptibilität, organischer Kohlenstoff, Trockendichte, gesteinsmagnetische Parameter, Redox-Verhältnisse) aus, die auf ein recht variables Klima hinweisen. Besonders interessant ist die Übergangsphase vom Glazial zum Holozän, die bei etwa 15.000 Jahren vor heute in etwa zeitgleich mit dem beobachteten stärksten Meeresspiegelanstieg der Südchinesischen See einsetzt und eine abrupte Intensitätszunahme des Sommermonsuns anzeigt

Kartierung der Bioverfuegbarkeit von Caesium-Radionukliden in Waldgebieten und Weideflaechen im suedlichen Baden-Wuerttemberg

Das Projekt "Kartierung der Bioverfuegbarkeit von Caesium-Radionukliden in Waldgebieten und Weideflaechen im suedlichen Baden-Wuerttemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Ravensburg-Weingarten, Institut für Innovation und Transfer durchgeführt. Ergebnisse: Die Auswirkungen des Reaktorunfalls in Tschernobyl auf Baden-Wuerttemberg hatten gezeigt, dass das Land fuer derartige, weit unterhalb der Katastrophenschutzschwelle liegende Ereignis nicht ausreichend vorbereitet war. Es lauerte daher relativ lange, bis eine genaue Darstellung der radiologischen Lage moeglich war. Um die Verfuegbarkeit der radioaktiven Caesiumnuklide aus den Boeden von Waldgebieten und Weideflaechen fuer die Aufnahme in die menschliche Nahrungskette zu ermitteln, wurden in verschiedenen Teilabschnitten Untersuchungen ueber den Transfer von Radiocaesium von Boden in Pflanzen sowie ueber Pflanzen in Tiere, ueber Eindringgeschwindigkeit und Verteilung der Nuklide in die verschiedenen Bodenschichten und ueber das Verhalten von Radiocaesium in Seen durchgefuehrt. Dabei wurden u.a. folgende Parameter besonders beachtet: Dicke der organischen Bodenauflage, Bodentyp, Humusform, geologische Bodenformation, Hoehenlage, Niederschlagsmenge, pH-Wert, Desorbierbarkeit aus dem Boden, Bindung des Caesiums an Tonmineralien im Sediment der Seen. Bei allen Arbeiten musste sehr sorgfaeltig zwischen dem 'alten' Caesium aus den Nuklearwaffenversuchen und dem frischen Caesium aus dem Tschernobylunfall unterschieden werden. Das Maximum der Cs-Konzentration befindet sich meistens im untersten Horizont der organischen Auflage oder im obersten Horizont des Mineralbodens. Die vertikale Migrationsgeschwindigkeit des Radiocaesiums ist sehr gering, erkennbar an der vergleichbaren Tiefenverteilung des Caesiums aus den Kernwaffentests. Das Maximum dieses Caesiums liegt nur unwesentlich (wenige cm) tiefer. Es kann somit davon ausgegangen werden, dass sich das Tschernobylcaesium in den naechsten 25 Jahren immer noch in den oberen 20 cm eines unbearbeiteten Bodens befinden wird. Das heisst: Zum einen ist mit einer Kontamination des Grundwassers in absehbarer Zeit nicht zu rechnen, zum anderen muss aber von einer mehrere Jahrzehnte andauernden Pflanzenverfuegbarkeit der Caesiumnuklide ausgegangen werden. Zur Bestimmung der Transferfaktoren von Radiocaesium aus dem Boden in Pflanzen wurden folgende Pflanzen ausgewaehlt: Dornfarn, Heidelbeere, Himbeere, Waldklee und Brombeere. Dabei stellte sich heraus, dass der Dornfarn auf allen Boeden den groessten, Waldklee und Brombeere immer den niedrigsten Transferfaktor haben. Der Unterschied zwischen diesen Transferfaktoren an einem Standort betraegt bis zu einer Groessenordnung, an verschiedenen Standorten kann er fuer die gleiche Pflanzenart auch zwei Groessenordnungen betragen. Die groesste Bedeutung fuer die Hoehe des Transferfaktors haben Humusform (Moder- bzw. Rohhumus), die Dicke der Humusauflage (3-7 cm) und der pH-Wert (3-4). Geologie und Niederschlag ...

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