Das Projekt "Die Entstehung und Ausbreitung von Schlick und Brackwasserzonen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Elektronisches Rechnen im Bauwesen durchgeführt. Die Ablagerung von Feststoffen in Form von Schlick in Fahrrinnen und Haefen verursacht in der Bundesrepublik Deutschland Baggerungskosten von jaehrlich ueber 100 Mio DM. Zusaetzlich werden durch die mit dem Schlick transportierten Schwermetalle Umweltprobleme geschaffen, wie die Aufwirbelung von Giftstoffen waehrend der Baggerung und die Unbenutzbarkeit des gebaggerten Schlicks fuer landwirtschaftliche Zwecke. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Erstellung eines numerischen Modells zur Simulation von Schlickanfall und -transport in Brackwasserzonen. In dem Modell sollen auch die Auswirkungen von anthropogenen Eingriffen wie Eindeichungen, Fahrrinnenvertiefungen etc. auf die vorstehend genannten Vorgaenge prognostizierbar sein. Aus der Anwendung des Modells sollen Kenntnisse ueber das Entstehen und den Transport von Schlick auch im Hinblick auf Schwermetallbelastung gewonnen werden. Im Zeitraum 1984-88 wird der Schwerpunkt auf die Simulation von Truebungszonen (dh die Anhaeufung von suspendierten Partikeln) gelegt, die zur erhoehten Absetzung des transportierten Feststoffes in Brackwassergebieten (zB Weser, Aussenelbe) fuehren. Hierzu wurde ein 3-dimensionales vertikal strukturiertes, instationaeres HN-Modell des Instituts fuer Stroemungsmechanik der Universitaet Hannover in modifizierter Form eingesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TriOs Mess- und Datentechnik GmbH durchgeführt. Das Ziel des Teilprojektes besteht darin die grundlegenden Prozesse welche den Zusammenhang zwischen Nährstoffeinträgen und der sich daraus im Zusammenspiel mit hydro-meteorologischen und operativen Randbedingungen ergebenden Wasserqualität in Stauseen zu untersuchen. Dazu wird ein hochauflösendes Messsystem in einem brasilianischen Stausee installiert und ein umfangreiches Monitoring von physikalischen Prozessen und der Wasserqualität durchgeführt. Dabei werden auch moderne optische Sensoren und Verfahren eingesetzt, um neben einigen Standardparametern, die Nährstoff- und Algenkonzentrationen zu bestimmen. Die Sensoren sollen im Laufe des Projekts optimiert und weiterentwickelt werden um ggf. weitere relevante Parameter zu bestimmen. Die Daten werden direkt über eine SOS-Datenschnittstelle auf einen zentralen Web-Server übertragen. Die erhobenen Daten bilden die Grundlage für die prozessorientierte Modellierung der güterelevante Speicher- und Transformationsprozesse im Stausee und stellen gleichzeitig Ground Truth Daten für die Kalibration und Validierung von Fernerkundungsdaten zur Verfügung. Des Weiteren dienen sie dazu die Minimalanforderungen an die modellbegleitenden in-situ Messungen zu definieren.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft (IWG-SWW) durchgeführt. Stauseen sind in vielen Teilen der Erde für Trinkwassergewinnung und Stromerzeugung unerlässlich. Sie bilden für Nähr- und Schadstoffe aus dem Einzugsgebiet eine Senke. Eine Folge davon ist die Gewässereutrophierung. Klimawandel, Intensivierung der Landnutzung sowie Siedlungstätigkeit verschärfen die Probleme. Langfristige, integrierte Managementstrategien, welche die Wasser- und Stoffflüsse in Einzugsgebieten ebenso wie die wesentlichen Reaktionen in Wasserspeichern adäquat berücksichtigen, sind gefragt. Die Anwendung verfügbarer Softwarepakete ist jedoch in vielen Regionen der Welt aufgrund des Fehlens von Daten in adäquater räumlicher und zeitlicher Auflösung stark limitiert. Aktuell verfügbare Methoden des Einzugsgebiets- und Gewässermonitorings stoßen an ihre Grenzen. Es ergeben sich daraus vier zentrale Aufgaben: 1. Reduktion der Komplexität der Modellansätze und der damit verbundene Datenbedarf. 2. Ableitung zentraler Parameter zur Beschreibung von Einzugsgebiets- und Gewässereigenschaften aus weltweit verfügbaren fernerkundlichen Datensätzen 3. Entwicklung von Methoden für ein der Aufgabenstellung angepasstes hocheffizientes on-site Mindest-Monitoring. 4. Entwicklung angepasster Strategien zur Implementierung der Modelle und Maßnahmen gemeinsam mit zukünftigen (lokalen) Anwendern. Die Aufgaben werden am Beispiel von zwei Stauseen im Südosten Brasiliens und einem Stausee in Deutschland bearbeitet. Der Zusammenhang zwischen Umweltveränderungen in Einzugsgebieten, den daran gekoppelten Wasser- und Stoffflüssen und den Konsequenzen für die Nutzbarkeit der Wasserressourcen soll durch ein angepasstes und übertragbares Einzugsgebiets- und Wassergütemodell transparent und damit planungsverfügbar gemacht werden. In enger Zusammenarbeit mit den zukünftigen Nutzern und der verantwortlichen Administration werden Monitoringkonzepte und Managementprogramme im Sinne von Produkten entwickelt, welche die Optimierung der Ressourcennutzung erlauben. s. beigefügte Teilanträge
Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HYDRON Ingenieurgesellschaft für Umwelt und Wasserwirtschaft mbH durchgeführt. Stauseen sind in vielen Teilen der Erde für die Trinkwassergewinnung und Stromerzeugung unerlässlich. Sie bilden insbesondere Nähr- und Schadstoffe aus dem Einzugsgebiet eine Senke. Eine Folge davon ist die Gewässereutrophierung. Klimawandel, Intensivierung der Landnutzung sowie Siedlungstätigkeit verschärfen die Probleme. Langfristige, integrierte Managementstrategien, welche die Wasser- und Stoffflüsse in Einzugsgebieten ebenso wie die wesentlichen Reaktionen in Wasserspeichern adäquat berücksichtigen, sind gefragt. Die Anwendung verfügbarer Softwarepakete ist jedoch in vielen Regionen der Welt aufgrund des Fehlens von Daten in adäquater räumlicher und zeitlicher Auflösung stark limitiert. Aktuell verfügbare, konventionelle Methoden des Einzugsgebiets- und Gewässermonitorings stoßen an ihre Grenzen. Es ergeben sich daraus vier zentrale Aufgaben: 1.Reduktion der Komplexität der Modellansätze und der damit verbundene Datenbedarf. 2.Ableitung zentraler Parameter zur Beschreibung von Einzugsgebiets- und Gewässereigenschaften aus weltweit verfügbaren fernerkundlichen Datensätzen 3.Entwicklung von Methoden für der Aufgabenstellung angepasstes hocheffizientes on-site Mindest-Monitoring. 4.Entwicklung angepasster Strategien zur Implementierung der Modelle und Maßnahmen gemeinsam mit den zukünftigen (lokalen) Anwendern. Die Aufgaben werden am Beispiel von zwei Stauseen im Südosten Brasiliens und einem Stausee in Deutschland bearbeitet. Der Zusammenhang zwischen Umweltveränderungen in Einzugsgebieten, den daran gekoppelten Wasser- und Stoffflüssen und den Konsequenzen für die Nutzbarkeit der Wasserressourcen soll durch ein angepasstes und übertragbares Einzugsgebiets- und Wassergütemodell transparent und damit planungsverfügbar gemacht werden. In enger Zusammenarbeit mit den zukünftigen Nutzern und der verantwortlichen Administration werden Monitoringkonzepte und Managementprogramme im Sinne von Produkten entwickelt, welche eine Optimierung der Ressourcennutzung erlauben.
Das Projekt "Bestimmung von C/N, C/P, C/Si Verhältnissen in Planktonzellen sowie dem absoluten Kohlenstoffgehalt mit Hilfe der FT-IR Spektroskopie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Abteilung Pflanzenphysiologie durchgeführt. Die Wachstumsrate von Phytoplankon ist nach dem DROOP Modell direkt von den zellinternen Nährstoffvorräten bestimmt, die bislang messtechnisch nicht zugänglich sind. Dies hat die Qualität der Phytoplanktonbausteine in Wassergütemodellen bisher erheblich eingeschränkt. Im Rahmen des Vorhabens soll die FT-IR Spektroskopie genutzt werden, die zellinternen Gehalte an N, P und Si zu bestimmen. Das Verfahren soll mit Hilfe von Laborkulturen entwickelt werden, dann auf natürliche Teilpopulationen übertragen werden und schließlich mit Hilfe der FT-IR Mikroskopie bis auf der Ebene von wenigen Zellen auch eine taxonomische Auflösung zu erreichen. Verschiedene Phytoplanktonarten werden im Labor kultiviert und in verschiedenen Nährstoffzuständen mittels Elementaranalyse das C/N, C/P und C/Si Verhältnis bestimmt. Vergleichend werden von diesen Zellen IR-Spektren aufgenommen aus daraus der Zellzusammensetzung errechnet. Die Methode wird in die Neufassung von Phytoplanktonbausteinen in Wassergütemodelle einfließen, die marine Phytoplanktonforschung qualitativ verbessern und die Marktchancen für bio-optische Methoden in der Zellbiologie verbessern.
Das Projekt "Wassergütemodellierung als Beitrag zur Bewertung des chemisch/ökologischen Zustandes von Gewässern nach der EU-WRRL - Fallbeispiel: Die obere Modau bis zur Waldmühle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Wasserbewirtschaftung durchgeführt. 1. Hintergrund: Die EU-Wasserrahmenrichtlinie hat das Ziel, einen guten ökologischen und chemischen Zustand der Fließgewässer und des Grundwassers zu erreichen sowie deren Verschlechterung zu verhindern. Des weiteren soll die Verschmutzung durch Einleitungen und Emissionen gefährlicher Stoffe eingegrenzt werden. Für alle hierzu notwendigen Maßnahmen ist ein Bewirtschaftungsplan aufzustellen. In einer ersten Phase wird der Zustand der Gewässer erfasst und in einem Bericht an die EU-Kommission gemeldet. Besteht die Annahme, dass der gute ökologische bzw. chemische Zustand nicht erreicht werden kann, sind durch Monitoring-Programme die Ursachen zu ergründen. In der EU-Wasserrahmenrichtlinie wird ein kombinierter Ansatz aus Emissions- und Immissionsbetrachtungen verfolgt. Zu dessen Umsetzung werden computerbasierte Simulationsmodelle vorgeschlagen. Bisher sind von der Wissenschaft zahlreiche Wassergütemodelle entwickelt und angewandt worden. Diese sind Voraussetzung für die Anwendung von ökologischen Modellen. Die Anwendung solcher Modelle ist ein wichtiges Hilfsmittel für die Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie. Eine erfolgreiche Anwendung der Modelle erfordert jedoch eine ausreichende Datengrundlage. 2. Arbeitsplan: Für das Fallbeispiel 'Obere Modau' soll der Einsatz eines Wassergütemodells zur Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie erprobt werden. Im Rahmen des Untersuchungsvorhabens werden folgende Teilaufgaben bearbeitet: 1. Wassergütemodellierung mit Hilfe des Modells WASP 6.0 unter Einsatz einer hydrodynamischen Berechnung für den Abflusstransport. 2. Berechnung des Transports konservativer Stoffe unter Berücksichtigung von Punkt- und Flächeneinträgen. 3. Sedimente als Einflussfaktor für die Wassergüte. 4. Konzentration an gelöstem Sauerstoff im Wasserkörper. 5. Eutrophierung des Gewässers und des Hochwasserrückhaltebeckens Ober-Ramstadt. 6. Erstellung eines Anforderungskataloges an zukünftige Monitoring-Programme zum Einsatz von Wassergütemodellen. 7. Bewertung des Wassergütemodells WASP 6.0 im Hinblick auf die Anforderungen der EU - Wasserrahmenrichtlinie. 8. Erarbeitung eines Konzeptes zur Erweiterung des Fallbeispiels auf das gesamte Einzugsgebiet der Modau.
Das Projekt "Teilprojekt 6: Modellierung des Einflusses von Nitrat auf die Phosphorrücklösung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Hydrobiologie, Professur für Limnologie (Gewässerökologie) durchgeführt. In NITROLIMIT II sollen fundierte wissenschaftliche Grundlagen zur Beurteilung des Einflusses von Stickstoff auf die Gewässergüte geschaffen, die Kosten und Nutzen von Maßnahmen zur Verringerung von Stickstoffeinträgen analysiert und darauf basierend Empfehlungen für eine nachhaltige Gewässerbewirtschaftung erarbeitet werden. Die TUD trägt im Verbundprojekt zur Aufklärung des Nitrateinflusses auf den Phosphorkreislauf bei. Mit Hilfe prozessbasierter Modelle (TUD) und Messungen (BTU, IGB) wird in Modul 2.5 untersucht, welche Relevanz das Oxidationsmittel Nitrat für Phosphorbindung und Rücklösung im Sediment hat. Als Ergebnis werden gewässerspezifische Entscheidungskriterien zum Einfluss von Nitrat, Sulfat und Eisen auf die P-Rücklösung entwickelt. (1) Ausgehend von vorhandenen Modellen wird ein 1D-Modell der Sediment-Wasser-Kontaktzone entwickelt, dass P-Bindungsformen, Eisen- und Schwefelumsatz berücksichtigt. Für die Parametrisierung dienen vorhandene Daten und neue Untersuchungen mit Mikrokosmen (IGB) und Benthoskammern (BTU). (2) Das Sedimentmodell wird in das Seenmodell aus Nitrolimit I integriert. (3) Zur Bewertung von Schwellenwerten und N-Eintragsszenarien wird eine Szenarioanalyse für den Langen See, den Müggelsee und ggf. weitere Gewässer durchgeführt. Dabei werden externe Einträge und gewässerinterne Retentionsmechanismen berücksichtigt. Die Erkenntnisse dienen zur Ableitung gewässerspezifischer Entscheidungskriterien zum Einfluss der P-Rücklösung in Flachseen.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt. Das Ziel des Projektes besteht darin die grundlegenden Prozesse welche den Zusammenhang zwischen Nährstoffeinträgen und der sich daraus im Zusammenspiel mit hydro-meteorologischen und operativen Randbedingungen ergebenden Wasserqualität in Stauseen zu untersuchen. Dazu wird ein hochauflösendes Messsystem in dem brasilianischen Stausee installiert und ein umfangreiches Monitoring von physikalischen Prozessen und Wasserqualität durchgeführt. Basierend auf den erhobenen Messungen und numerischen Simulationen werden technische Lösungsvorschläge dazu entwickelt, wie die für die Algenentwicklung und Algenzusammensetzung maßgeblichen Transportprozesse prinzipiell in unterschiedlichen Gewässern mit einem Minimalaufwand an Messungen und vorrangiger Nutzung von Fernerkundungsdaten beschrieben werden können. Dazu werden Richtlinien und Vorschläge zur technischen Realisierung des notwendigen Messprogrammes in Abhängigkeit der geografischen, hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen erarbeitet. Es werden die Transportpfade für partikelgebundene und gelöste Nährstoffe (N und P) im Stausee unter besonderer Berücksichtigung von vertikaler Dichteschichtung, dichtegetriebenen Strömungen und vertikaler Durchmischung des Wasserkörpers mit Hilfe von umfangreichen Feldmessungen und prozessorientierten numerischen Simulationen untersucht. Als maßgebliche Wasserqualitätsparameter werden die Phytoplanktonkonzentrationen in unterschiedlichen Algenklassen, inklusive Cyanobakterien, über den Zeitraum von einem Jahr kontinuierlich gemessen. Die erhobenen Daten bilden die Grundlage für die prozessorientierte Modellierung der güterelevante Speicher- und Transformationsprozesse im Stausee und stellen gleichzeitig Ground Truth Daten für die Kalibration und Validierung von Fernerkundungsdaten zur Verfügung.
Das Projekt "Wasserguete-Modell Elbe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Elektronisches Rechnen im Bauwesen durchgeführt. Entwicklung eines eindimensionalen instationaeren numerischen Modells zur Berechnung der Hydrodynamik und Verteilung von unterschiedlichen Wassergueteparametern wie Salz, Temperatur, BSB, O2 und N entlang der Elbe von Geesthacht bis Cuxhaven. Das Modell soll in der Lage sein, Flussverzweigungen und den Einfluss von Einleitungen und Buchten auf die Wasserguete zu beruecksichtigen.
Das Projekt "Effects of climate warming and increased meteorological variability on large monomictic lakes - a simulation approach using ecological lake models" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Seenforschung durchgeführt. The projected consequences of global climatic change are expected to negatively affect water resources availability for humankind in terms of both, quantity and quality of water. This proposed project aims at providing information about the response of dominant determinants of water quality, e.g. phytoplankton or nutrient dynamics, and basic ecosystem processes in lakes to climatic conditions as projected by climatologists. In a first phase, we extend an existing coupled hydrodynamic-ecological water quality model of Lake Constance (DYRESM-CAEDYM) for achieving a generalized model specification (long-term simulations of the reoligotrophication of Lake Constance). In a second step we study the response of the model to expected changes in climatic conditions. In advance to previous approaches we will not only investigate the effects of rising temperature (warming effect) but also the consequences of increasing variability in meteorological conditions (variability effect) on the ecosystem scale. Thirdly, we perform - for the first time - model ensemble simulations with four European water quality models for providing a quantitative estimate of model uncertainties. Finally, since we hypothesize that the variability effect has strongly negative consequences for the deep water renewal in large lakes, we conduct field studies about the deep water renewal in Lake Constance and the role of lateral processes involved therein.
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| Bund | 28 |
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| open | 28 |
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| Deutsch | 28 |
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| Resource type | Count |
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| Keine | 16 |
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| Boden | 22 |
| Lebewesen & Lebensräume | 23 |
| Luft | 16 |
| Mensch & Umwelt | 28 |
| Wasser | 28 |
| Weitere | 28 |