Das Projekt "Antarktische Schelfeissysteme im Wandel: Numerische Simulation von Vorstoß und Rückzug, Gründen und Aufschwimmen des Eises bei sich ändernden Klimabedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Institut für Geophysik durchgeführt. Antarktische Schelfeissysteme werden als besonders klimasensitiv eingestuft, da schon geringe Änderungen der Randbedingungen (Meeresspiegelhöhen; Akkumulationsraten) zu einem Vorstoß bzw. Rückzug der Eisfront und zu stellenweisen Gründen bzw. Aufschwimmen des Eiskörpers führen können. Mit einem erweiterten numerischen Schelfeis-Inlandeis-Fließmodell soll die glaziale Entwicklung solcher Systeme für verschiedene Klimaszenarien erstmals detailliert simuliert werden. Dadurch sind neue grundlegende Erkenntnisse über Art und Ausmaß der Auswirkungen unterschiedlicher Veränderungen auf die Fließdynamik und Geometrie des Eiskörpers zu erwarten. Sensitivitätsstudien für Schelfeissysteme mit stark vereinfachter Geometrie sollen dazu beitragen, insbesondere die Rolle von Eiskuppeln, Eishöckern und Bruchstrukturen bei sich ändernden klimatischen/glaziologischen Randbedingungen besser zu verstehen und quantitativ beschreiben zu können. Darauf aufbauend liegt eine weitere Zielsetzung dieses Vorhabens in der Abschätzung der Reaktion des Filchner-Ronne-Schelfeises auf veränderten Massenfluss zwischen Eiskörper und Ozean. Wir gehen davon aus, dass die so gewonnenen Erkenntnisse sich auch auf andere west- und ostantarktischen Saumschelfeise anwenden lassen. Damit wird ein Beitrag zum besseren Verständnis der Reaktion westantarktischer Schelfeise auf großskalige anthropogene Klimaänderungen erbracht.
Das Projekt "Soil moisture in mountainous terrain and its influence on the thermal regime in seasonal and permanently frozen terrain" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von University of Fribourg, Geosciences Departement, Geography Unit durchgeführt. In many geoscientific problems, the water content of the near subsurface plays a major role not only regarding the energy and water budget of the soils and at the atmosphere-subsurface interface, but also regarding stability issues on sloping mountainous terrain. This includes the influence of water content on the thermal and hydraulic conductivity of frozen soil as well as the influence of latent heat during freeze and thaw processes. In spite of this importance, soil moisture is currently not measured operationally at middle or high altitudes, where a seasonally and perennially frozen subsurface (permafrost) prevails. The proposed project will close this gap regarding data availability and process understanding about the influence of spatially and temporally variable water content on the ground thermal regime in the context of freezing and thawing processes. Specifically, the project aims at: 1) setting up a network of soil moisture monitoring stations at middle and high altitudes in Switzerland 2) applying innovative geophysical approaches to determine the 2-dimensional distribution of liquid water and ice content 3) using the coupled heat and mass transfer subsurface model COUP to estimate the influence of temporally and spatially changing soil moisture on the thermal regime of partly and permanently frozen ground. The combination of a new, operationally maintained soil moisture network, novel geophysical approaches for analyzing the spatial variability and the transient subsurface simulations including all important energy and water fluxes will allow a detailed assessment of the influence of temporally varying water content on the future evolution of the subsurface thermal regime in the mountainous regions of Switzerland.
Das Projekt "Morphological impacts and coastal risks induced by extreme storm events (MICORE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universita Degli Studi di Ferrara durchgeführt. Objective: The project is specifically targeted to contribute to the development of a probabilistic mapping of the morphological impact of marine storms and to the production of early warning and information systems to support long-term disaster reduction. A review of historical storms that had a significant impact on a representative number of sensitive European sites will be undertaken. The nine sites are selected according to wave exposure, tidal regime and socio-economical pressures. They include outmost regions of the European Union at the border with surrounding states (e.g. the area of the Gibraltar Strait, the Baltic and Black Sea). All data will be compiled into in a homogeneous database of occurrence and related socio-economic damages, including the following information on the characteristics of the storms, on their morphological impacts, on the damages caused on society, on the Civil Protection schemes implemented after the events. Monitoring of selected sites will take place for a period of one year to collect new data sets of bathymetry and topography using state-of-the-arts technology (Lidar, ARGUS, Radar, DGPS). The impact of the storms on living and non-living resources will be done using low-cost portable GIS methods.
Das Projekt "Entscheidungsgrundlagen und Hilfsmittel für die Planung von TBM-Vortrieben in druckhaftem Gebirge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich, Institut für Geotechnik durchgeführt. Kurzbeschreibung: Um die Bauzeit neuer, unterirdisch geführter Verkehrswege zu verkürzen und in einigen Fällen eine wirtschaftlich vertretbare Realisierung überhaupt zu ermöglichen, wird oft der Einsatz einer Tunnelbohrmaschine (TBM) angestrebt. Druckhaftes Gebirge kann, wenn in häufigen Intervallen oder entlang eines langen Streckenabschnittes angetroffen wird, die Wirtschaftlichkeit oder gar die Machbarkeit eines TBM-Vortriebes in Frage stellen. Ausgehend von grundlagenorientierten Forschungsergebnissen, die in den letzten Jahren an der ETH Zürich erhalten wurden, sollen beim vorliegenden Forschungsprojekt Entscheidungsgrundlagen erarbeitet und Hilfsmittel für die Projektierung bereitgestellt werden. Bei der Beurteilung der Machbarkeit eines maschinellen Vortriebes in einem konkreten Fall stützt sich der Projektingenieur auf Erfahrungen, Plausibilitätsüberlegungen und tunnelstatische Berechnungen. Die Arbeitspakete des Forschungsvorhabens tragen Rechnung diesen Grundlagen der Entscheidungsfindung. In einer ersten Phase werden die Erfahrungen aus ausgeführten Projekten, die im Schrifttum dokumentiert sind, aufgearbeitet und nach einheitlichen Gesichtspunkten dargestellt. Anschließend werden für die verschiedenen TBM-Typen die geotechnischen und verfahrenstechnischen Zusammenhänge verstanden, die spezifischen Gefährdungen und tunnelseitigen Lösungsansätze dargestellt, die relevanten Einflussfaktoren gegliedert und die zahlreichen Wechselwirkungen strukturiert und qualitativ analysiert. In einer dritten Phase, ausgehend von den bereits geleisteten Forschungsarbeiten der ETH Zürich, werden ausgewählte Fragestellungen vertieft studiert. Projektziele: Projektziele: Erarbeitung von Entscheidungsgrundlagen und Bereitstellung von Hilfsmitteln für die Projektierung von TBM-Vortrieben in druckhaftem Gebirge: - Aufarbeitung und einheitliche Darstellung von Erfahrungen aus ausgeführten Projekten, die im Schrifttum dokumentiert sind; - Verstehen der geotechnischen und verfahrenstechnischen Zusammenhänge, Darstellung der spezifischen Gefährdungen und der tunnelseitigen Lösungsansätze Gliederung der relevanten Einflussfaktoren und Strukturierung der zahlreichen Wechselwirkungen; - Herstellung von Nomogrammen, welche die einfache Ermittlung der für das Vermeiden eines Verklemmens des Schildes erforderlichen Vorschubkraft bzw. die Beurteilung der Gefahr 'Schildblockierung' ermöglichen und somit eine zweckmäßiges Hilfsmittel für die Projektierungsarbeit in der Praxis darstellen; - Gewinn von Erkenntnissen über die Vor- und Nachteile der verschiedenen Maschinentypen und Ausbaukonzepte je nach Tunneldurchmesser.
Das Projekt "Infiltration von Oberflächenwasser in den Grundwasserleiter bei instationären Druckgradienten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Seit mehr als 100 Jahren wird Oberflächenwasser mit verschiedenen Verfahren versickert, wobei sich dessen Qualität stark verbessert. Sie finden zunehmend weltweit Anwendung, um eine zuverlässige Versorgung mit sauberem Trinkwasser zu gewährleisten. Insbesondere die Uferfiltrationstechnik erfordert nur einen geringen technischen Aufwand. Am Beispiel eines Untersuchungsgebiets am Tegeler See in Berlin werden die hydraulischen Prozesse modelliert. Die regionale, instationäre und 3-dimensionale Modellierung eines langen Zeitraums zeigt, dass die bisher verwendeten linearen Ansätze zur Beschreibung der Durchlässigkeit der Kolmationsschicht sowohl die infiltrierten Wassermengen als auch die Infiltrationsprozesse nur unzureichend wiedergeben. Grundwasserpiegelschwankungen werden stärker als bisher angenommen gedämpft. Als Folge dieser Wasserspiegelschwankungen wird die Bodenluft in der ungesättigten Bodenzone ausgetauscht und Sauerstoff eingetragen. Auf diese Weise erhöht sich die Durchlässigkeit der Kolmationsschicht um mindestens eine Größenordnung. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurden eine instationäre Wasserbilanz aufgestellt und die Uferfiltratanteile bestimmt.