Das Projekt "Teilprojekt 2: Einwirkungen Wind und Welle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen durchgeführt. An dem themenübergreifenden Verbundprojekt 'Probabilistische Sicherheitsbewertung von Offshore-Windenergieanlagen' sind zahlreiche Institute aus den Bereichen des Bauwesens, der Elektrotechnik und des Maschinenbaus beteiligt. Es soll die für den Bemessungsprozess zentrale Frage der Versagenswahrscheinlichkeit in den aktuellen Bemessungen von OWEA geklärt werden. Darüber hinaus sollen Möglichkeiten zur Optimierung des baulichen Designs aufgezeigt werden. Hierfür werden mit Hilfe von probabilistischen Methoden Versagenswahrscheinlichkeiten für die Grenzzustände berechnet. Die vorhandenen Versagensarten der Tragstruktur werden in einer Fehlerbaumanalyse zusammengeführt und die wahrscheinlichste Versagensart sowie die resultierende Versagenswahrscheinlichkeit können bestimmt werden. Aufgrund dieses Vorgehens wird eine zielorientierte Veränderung der Tragstruktur möglich, so dass eine Optimierung der Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit erwartet werden kann. Neben der Bestimmung von Sicherheitselementen für das Bauwesen sollen Sicherheits- und Zuverlässigkeitsbetrachtungen der mechanischen und elektronischen Anlagenteile einer OWEA berücksichtigt werden. Das Franzius-Institut ist am Teilprojekt 2 (Welleneinwirkungen) beteiligt. Im TP 2 sollen die hydrodynamischen Lasteinwirkungen aus brechenden Wellen hergeleitet werden, die als Beanspruchungen auf die Tragkonstruktion und die Anlagenteile wirken. Die hydrodynamischen Lasteinwirkungen auf OWEA resultieren aus brechenden Wellen und erzeugen maximale Struktureinwirkungen, die an Tragstrukturen sowohl erhebliche singuläre Materialbeanspruchungen verursachen als auch die Gesamtstruktur in Schwingungen versetzen und unter Lebenszyklusbetrachtungen zur diskontinuierlichen Degradation der Tragstruktur beitragen können. Bemessungsrelevante Einwirkungen hängen maßgeblich vom vorherrschenden Seegangsklima, bspw. von der Geometrie einer brechenden bzw. gebrochenen Welle in einem Sturmereignis ab. Sämtliche Einflussparameter unterliegen im natürlichen Seegang großen Schwankungen. Für eine effiziente Auslegung von OWEA müssen dominierende und signifikante Seegangsparameter sowie Wiederkehrintervalle von Extremereignissen und Methoden zur Bestimmung der Überschreitungswahrscheinlichkeiten bestimmt werden. Dabei werden genauere Kenntnisse über die Streuungen der Einflussparameter benötigt. Somit können probabilistische Verfahren zur lokalen und zeitlich hochaufgelösten Abschätzungen von Strömungs- und Wellenverhältnissen ermittelt werden, mit dem Ziel der Ermittlung von Installations- und Wartungszeiträumen von OWEA. Es sollen saisonale Effekte und Trends in Extremereignissen unter sich ändernden Randbedingungen in Zeiträumen von Jahrzehnten prognostiziert werden. Hierzu sind Validierungen mit gemessenen und berechneten hindcast Datensätzen (coastDat, GKSS) notwendig sowie Analysen im labortechnischen Maßstab unumgänglich. (Text gekürzt)
Das Projekt "Entwicklung und Validierung von Werkzeugen zur Durchführung von Störfallanalysen für WWER-Reaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung, Weiterentwicklung und Validierung moderner Analysewerkzeuge zur Sicherheitsbewertung von WWER-Reaktoren, die Förderung des Einsatzes solcher Werkzeuge bei der Durchführung von Sicherheitsanalysen in Russland, Armenien, Belarus, Bulgarien, der Slowakei, Tschechien, der Ukraine und Ungarn. Außerdem dient das Vorhaben dem Informationsaustausch mit Wissenschaftlern aus den genannten Ländern zu aktuellen Fragen der Reaktorsicherheitsforschung für WWER. Schwerpunkte der Zusammenarbeit mit russischen Forschungs- und Designinstituten sind die Weiterentwicklung und Validierung des gemeinsamen Simulationsprogramms ATHLET/BIPR-WWER anhand verschiedener Benchmarks, sowie die exemplarische Anwendung von Methoden der Unsicherheits- und Sensitivitätsanalyse (XSUSA/SUSA) für die Programme ATHLET und KORSAR und für das BIPR-WWER-Kernmodell. Darüber hinaus wird ein regelmäßiger multilateraler Erfahrungsaustausch mit den Nutzern von GRS-Simulationsprogrammen für Sicherheitsanalysen für WWER-Reaktoren aus den o. g. Ländern durchgeführt werden. Folgende drei Arbeitspakete sind vorgesehen: (1) die Weiterentwicklung und Validierung von Simulationsprogrammen für WWER-Reaktoren, (2) die Vorbereitung und Durchführung internationaler Benchmarks (3) die internationale Zusammenarbeit zu Simulationsprogrammen für WWER-Reaktoren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Untersuchungen im LCF- und HCF-Bereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut, Materialprüfungsanstalt durchgeführt. Als wesentliche Zielsetzung wird im Rahmen des Vorhabens eine Daten- und Bewertungsgrundlage für das Ermüdungsverhalten geschweißter austenitischer Komponenten kerntechnischer Anlagen bei großen Lastwechselzahlen geschaffen. Die geplanten Untersuchungen sollen über den konkreten Fall der Kerneinbauten hinaus weiterführende Erkenntnisse für die Auslegung und den Betrieb von Komponenten und Schweißverbindungen aus austenitischen Werkstoffen unter Berücksichtigung von hochzyklischen und ultrahochzyklischen Beanspruchungen liefern. Zur Bewertung der Ermüdungsschädigung bei Überlagerung hoch- und niederfrequenter bzw. LCF/HCF/VHCF Beanspruchungen soll eine geeignete Bewertungsmethodik entwickelt und validiert werden. Der Einfluss des Mediums und diesbezügliche Schwellwerte finden explizite Berücksichtigung. Ferner soll in Phase II der Einfluss dieser Ermüdungsschädigung auf die Versagenswahrscheinlichkeit von RDB-Einbauten abgeschätzt und deren Risiko-Relevanz im Zusammenhang mit der integralen Kernschadenshäufigkeit von repräsentativen Anlagen beurteilt werden.
Das Projekt "Vorhaben: Analyse möglicher Auswirkungen extremer Sturmfluten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Siegen, Forschungsinstitut Wasser und Umwelt, Abteilung Wasserbau und Hydromechanik durchgeführt. 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.
Das Projekt "Teilvorhaben: Very High Cycle Fatigue Versuche zur Bewertung und Erweiterung von Modellen zur Ermüdungsanalyse bis zu höchsten Zykluszahlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Werkstoffkunde durchgeführt. Als wesentliche Zielsetzung wird im Rahmen des Vorhabens eine Daten- und Bewertungsgrundlage für das Ermüdungsverhalten geschweißter austenitischer Komponenten kerntechnischer Anlagen bei großen Lastwechselzahlen geschaffen. Die geplanten Untersuchungen sollen über den konkreten Fall der Kerneinbauten hinaus weiterführende Erkenntnisse für die Auslegung und den Betrieb von Komponenten und Schweißverbindungen aus austenitischen Werkstoffen unter Berücksichtigung von hochzyklischen und ultrahochzyklischen Beanspruchungen liefern. Zur Bewertung der Ermüdungsschädigung bei Überlagerung hoch- und niederfrequenter bzw. LCF/HCF/VHCF Beanspruchungen soll eine geeignete Bewertungsmethodik entwickelt und validiert werden. Der Einfluss des Mediums und diesbezügliche Schwellwerte finden explizite Berücksichtigung. Ferner soll in Phase II der Einfluss dieser Ermüdungsschädigung auf die Versagenswahrscheinlichkeit von RDB-Einbauten abgeschätzt und deren Risiko-Relevanz im Zusammenhang mit der integralen Kernschadenshäufigkeit von repräsentativen Anlagen beurteilt werden. In Zusammenarbeit zwischen der Materialprüfungsanstalt (MPA) Universität Stuttgart, der AREVA GmbH Erlangen und dem Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK) der TU Kaiserslautern sind insgesamt 9 Arbeitspakete geplant. Im hier beantragten Teilprojekt der TU Kaiserslautern, Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK) werden Ermüdungsversuche im VHCF-Bereich bei Raumtemperatur und bei 300°C an Luft durchgeführt. Ferner erfolgte eine detaillierte mikrostrukturelle Charakterisierung des Grundwerkstoffes und der Schweißnaht im Anlieferungszustand und nach Ermüdungsbeanspruchung zur Aufklärung der komplexen Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur und Schädigungsmechanismen.
Das Projekt "Leitantrag; Vorhaben: Analyse extremer Sturmfluten und möglicher Verstärkungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG), Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH durchgeführt. 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.
Das Projekt "Validierung und Verifikation der Rechenprogramme COCOSYS und ASTEC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Umfassende Sicherheitsanalysen von Stör- und Unfallabläufen in Kernkraftwerken erfordern Rechenprogramme, die unter Berücksichtigung des aktuellen Standes von Wissenschaft & Technik eine möglichst realitätsnahe und verlässliche Simulation der Abläufe und der sich einstellenden Zustände in der Anlage erlauben. Zielsetzung des aktuellen Vorhabens ist es, den GRS-Systemcode COCOSYS ('Containment Code System') und den deutsch-französischen Integralcode ASTEC ('Accident Source Term Evaluation Code') weiter zu validieren, aktuelle Versuchsprogramme (hier insbesondere die THAI-Anlage bei Becker Technologies GmbH) zu begleiten sowie die Anwendbarkeit der Simulationskette ATHLET-CD ('Analysis of Thermal-hydraulics of Leaks and Transients-Core Degradation') für Kern und Kühlkreislauf und COCOSYS für das Containment auch für die Phase nach Reaktordruckbehälter(RDB)-Versagen zu verifizieren. Die folgenden Arbeiten werden durchgeführt: Validierung von weiterentwickelten und neuen COCOSYS-Modellen sowie die Begleitung von Experimenten (AP1). Im Mittelpunkt steht dabei die aktuelle COCOSYS-Entwicklung zur Umstrukturierung des Moduls für das Aerosol- und Spaltproduktverhalten (AFP - 'Aerosol and Fission Product Module'). Verifizierung von COCOSYS durch Anlagenrechnungen (AP2). Die Arbeiten beinhalten die Analyse der vollständigen Simulationskette mittels gekoppelter ATHLET-CD und COCOSYS Rechnungen, einschließlich der Phase nach RDB-Versagen. Weitere Arbeitspunkte betreffen Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalysen mit COCOSYS (AP3). Darin wird die GRS-Methode mittels des Programms SUSA auf die COCOSYS Module für die Jod- und Aerosolmodellierung sowie die Schmelze-Beton-Wechselwirkung nach RDB-Versagen angewendet. AP4 beinhaltet internationale Aktivitäten. Dazu zählen insbesondere die Begleitung experimenteller Programme der OECD/NEA (THAI -'Thermal-hydraulics, Hydrogen, Aerosols, and Iodine', BIP -'Behaviour of Iodine Project', STEM -'Source Term Evaluation and Mitigation') sowie die Fortführung der Beteiligung am laufenden EU-Vorhaben CESAM (Code for European Severe Accident Management'), das zudem von der GRS auch koordiniert wird. Der AP 5 beinhaltet im Sinne einer Validierung die regelmäßige Durchführung des Regressionstestens und exemplarischer Anwendungsrechnungen zur Sicherstellung konsistenter Ergebnisse und Vermeidung unerwünschter Seiteneffekte bei bereits getesteten Teilen von COCOSYS. Die Qualitätssicherung wir in AP6 sichergestellt. Dazu zählen neben dem User Support z. B. durch Organisation von Workshops auch die Dokumentation sowie deren Aktualisierung. Hier sind Benutzer-Handbücher, Referenz-Handbücher sowie Nutzer-Empfehlungen zu nennen.
Das Projekt "Leitantrag; Vorhaben: Geotechnische, wasserbauliche und hydrologische Untersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Geotechnik und Küstenwasserbau - Bereich Geotechnik und Landeskulturelle Ingenieurbauwerke durchgeführt. An der Ostseeküste Mecklenburg-Vorpommerns und Schleswig-Holsteins werden Küstenlinien häufig durch Landesküstenschutzdünen geschützt. Trotz weltweiter Forschung ist bislang nicht ausreichend bekannt, wie eine Düne im Ernstfall in Längsrichtung versagt, wie Polderflächen durch eine Dünenbresche geflutet werden und wie sie sich nach Absinken der Hochwasserwelle wieder entleeren. Existierende Dünenerosionsmodelle lösen diese Fragestellung nicht zufriedenstellend. Die geotechnische Standsicherheit der sicherheitsrelevanten Restdüne nach einem Sturmflutereignis ist ebenfalls nicht hinreichend untersucht. Die Ziele des Projektes sind, neue relevante Erkenntnisse zur Dünendynamik zu generieren und die Bemessungsansätze für Dünen und kombinierte Küstenschutzsysteme mit Dünen und Deichen weiterzuentwickeln. Für die Untersuchung der Dünendynamik bei Hochwasserereignissen ist geplant, ein großmaßstäbliches Dünenbauwerk an der Ostseeküste für ein jährliches Ereignis zu bemessen und zu errichten. Durch eine umfangreiche Instrumentierung des Bauwerkes wird sichergestellt, dass alle relevanten Prozesse im Hochwasserfall erfasst werden. Die so gewonnenen Daten dienen unter anderem als Grundlage für die Kalibrierung numerischer Modelle, weiterführende Untersuchungen zur Hydrologie im Hinterland und zur umwelt- und sozioökonomischen Bewertung der möglichen Auswirkungen. Diese Aufgaben werden von fünf Partnerinstituten mit Unterstützung wichtiger assoziierter Partner durchgeführt. Der Lehrstuhl für Geotechnik und Küstenwasserbau ist Hauptantragsteller und Gesamtkoordinator und bearbeitet inhaltlich die wasserbaulichen und geotechnischen Fragestellungen rund um die Forschungsdüne, während das StALU-MM als assoziierter Partner mit wichtigen Datengrundlagen und bei der Entscheidungsfindung zur Forschungsdüne Unterstützung bietet. Die hydrologischen Fragestellungen werden vom Lehrstuhl für Hydrologie und Meteorologie der Universität Rostock bearbeitet und der Lehrstuhl für Geodäsie und Geoinformatik stellt das zentrale Datenmanagementsystem, aufbereitete Geodaten sowie innovative Lösungen für die Oberflächenmesstechnik an der Forschungsdüne zur Verfügung. Die Umsetzung der Erkenntnisse in die Weiterentwicklung numerischer Modelle zu Dünendurchbruch und Hinterlandüberflutung wird durch das Institut für Wasserwirtschaft und Wasserbau der RWTH Aachen vorgenommen. Die ökonomische Bewertung übernimmt das Institut für Ökologische Wirtschaftsforschung IÖW in Berlin. Der Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein ist in seiner Rolle als verantwortliche Behörde für den Küstenschutz in Schleswig-Holstein ein weiterer wichtiger assoziierter Partner und schließlich hat sich die Bundesgeschäftsstelle des BWK bereit erklärt, als assoziierter Partner für die Ergebnisverbreitung mitzuwirken.
Das Projekt "Vorprojekt zur Modellierung des PDO-Wärmeübergangs und der Wiederbenetzung an Brennstäben unter SWR- und DWR-relevanten Bedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Fusionstechnologie und Reaktortechnik (IFRT), Bereich Innovative Reaktorsysteme durchgeführt. Für die Sicherheitsanalyse eines Leichtwasserreaktors spielt der Wärmeübergang vom Brennstab auf das Kühlmedium nach der Siedekrise (englisch: Post-Dryout (PDO)) eine wichtige Rolle, da es die maximale Hüllrohrtemperatur, den Zeitpunkt der Wiederbenetzung und damit die Wahrscheinlichkeit eines Versagens des Hüllrohres bestimmt. Das übergeordnete Ziel dieses Vorhabens ist die verbesserte Modellierung des Post-Dryout-Wärmeübergangs und der Wiederbenetzung. Durch das Vorhaben werden erstens Modelle zur verbesserten Beschreibung des Post-Dryout-Wärmeübergangs und der Wiederbenetzung entwickelt, zweitens eine Methode zur Skalierung der Versuchsergebnisse aus unterschiedlichen Fluiden vorgeschlagen und drittens eine experimentelle Datenbasis zur Validierung von Modellen und zum Verständnis der physikalischen Vorgänge aufgebaut. Die wesentliche Zielsetzung des Vorprojekts ist die Machbarkeitsstudie und Vorbereitung des Hauptprojekts. Das Vorprojekt besteht aus drei Aufgaben: (1) Die Ausarbeitung des neuesten Wissensstands mit Identifikation der modellentscheidenden Parameter und Kennzahlen; Ausarbeitung eines konkreten Arbeitsprogramms, insbesondere unter Berücksichtigung transienter Szenarien des Kernreaktors (2) Detaillierte Planung der experimentellen Untersuchungen, darunter des Versuchsaufbaus und der Messinstrumentierung, um notwendige Parameter und wichtige physikalische Vorgänge zu erfassen (3) Vorläufiger Nachweis über die Machbarkeit der Skalierung von Versuchsergebnissen aus unterschiedlichen Fluiden. Aus diesem einjährigen Vorprojekt ergeben sich drei Meilensteine (siehe auch ausführliche Projektbeschreibung): (MS1) Ausarbeitung konkretes Arbeitsprogramm (MS2) Auslegung einer Teststrecke mit Messinstrumentierung (MS3) Nachweis der Machbarkeit der Skalierung von Versuchsergebnissen aus unterschiedlichen Fluiden.
Das Projekt "Küstenmeerforschung: EXTREMENESS - Extreme Nordsee-Sturmfluten und deren Auswirkungen - Vorhaben: Analyse von Windfeldern, die extreme Sturmfluten verursachen können" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Wetterdienst (DWD) - Abteilung Klimaüberwachung durchgeführt. 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. Der DWD ist an den Arbeitspaketen WP1 'Datenbasis extremer Sturmflutereignisse' und WP5 'Projektleitung und Ergebnisverwertung' beteiligt sowie verantwortlich für WP2 'Analyse potentieller Verstärkungsmechanismen'.
Origin | Count |
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Bund | 19 |
Type | Count |
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Förderprogramm | 19 |
License | Count |
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open | 19 |
Language | Count |
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Deutsch | 19 |
Englisch | 1 |
Resource type | Count |
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Keine | 8 |
Webseite | 11 |
Topic | Count |
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Boden | 15 |
Lebewesen & Lebensräume | 16 |
Luft | 15 |
Mensch & Umwelt | 19 |
Wasser | 14 |
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