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Integration von Qualitätsparametern bei der Energieoptimierung von Wassergewinnungen - Entwicklung eines ganzheitlichen Optimierungsansatzes

In zahlreichen Forschungsprojekten wurden bereits Energieverbräuche und Energieeinsparpotentiale in den Bereichen Wassergewinnung, -aufbereitung und -verteilung über separate Systemanalysen untersucht. Nur wenige Forschungsprojekte, wie z.B.das BMBF-geförderte ENERWA-Vorhaben, haben durch die gekoppelte Betrachtung der genannten Bereiche einen ganzheitlichen energetischen Betrachtungsansatz der wasserwirtschaftlichen Wertschöpfungskette erarbeitet. Aber auch diese Ansätze haben bei der energetischen Betrachtung die Wasserressource ausgegrenzt. Ein wichtiger Grund für das Fehlen solcher integrativer Betriebsstrategien ist, dass die Entwicklung innovativer Ansätze mit einem hohen Personalaufwand und finanziellen Risiko verbunden ist, welche im Betrieb durch die Wasserunternehmen nicht geleistet werden kann. Optimierungsmaßnahmen orientieren sich deshalb gemeinhin ausschließlich an den allgemein anerkannten Regeln der Technik und können nur selten darüber hinaus erprobt werden. Das vorliegende Vorhaben zielt daher darauf ab, diese Lücke bestehender Optimierungsansätze zu schließen, indem es intelligente, praxisorientierte Analysewerkzeuge zur integrierten qualitäts- und energieoptimierten Steuerung von Brunnengalerien für Anlagenbetreiber entwickelt. Hierbei kommen innovative Analysemethoden aus den Bereichen Big Data und KI zur Anwendung, um die bereits in der Praxis angewendete Methoden zur energetischen Optimierung von Pump- und Verteilungssystemen in der Wassergewinnung und die durch Grundwasserdargebot und -qualität vorgegebenen Limitierungen bzw. Optimierungspotentiale zu verbinden. Aufbauend auf den praktischen Erkenntnissen wird eine fachlich anerkannte Optimierungsmethodik, bestehend aus praxisorientierten Leitfäden und Tools, entwickelt, welche die wasserwirtschaftliche Nutzung von Einzelbrunnen und Brunnengalerien fokussiert und somit Wasserversorgungsunternehmen und Industriebetriebe mit eigener Wassergewinnung adressiert.

Integration von Qualitätsparametern bei der Energieoptimierung von Wassergewinnungen - Entwicklung eines ganzheitlichen Optimierungsansatzes, Teilvorhaben: Praktische Anwendung der erarbeiteten Optimierungsansätze

In zahlreichen Forschungsprojekten wurden bereits Energieverbräuche und Energieeinsparpotentiale in den Bereichen Wassergewinnung, -aufbereitung und -verteilung über separate Systemanalysen untersucht. Nur wenige Forschungsprojekte, wie z.B.das BMBF-geförderte ENERWA-Vorhaben, haben durch die gekoppelte Betrachtung der genannten Bereiche einen ganzheitlichen energetischen Betrachtungsansatz der wasserwirtschaftlichen Wertschöpfungskette erarbeitet. Aber auch diese Ansätze haben bei der energetischen Betrachtung die Wasserressource ausgegrenzt. Ein wichtiger Grund für das Fehlen solcher integrativer Betriebsstrategien ist, dass die Entwicklung innovativer Ansätze mit einem hohen Personalaufwand und finanziellen Risiko verbunden ist, welche im Betrieb durch die Wasserunternehmen nicht geleistet werden kann. Optimierungsmaßnahmen orientieren sich deshalb gemeinhin ausschließlich an den allgemein anerkannten Regeln der Technik und können nur selten darüber hinaus erprobt werden. Das vorliegende Vorhaben zielt daher darauf ab, diese Lücke bestehender Optimierungsansätze zu schließen, indem es intelligente, praxisorientierte Analysewerkzeuge zur integrierten qualitäts- und energieoptimierten Steuerung von Brunnengalerien für Anlagenbetreiber entwickelt. Hierbei kommen innovative Analysemethoden aus den Bereichen Big Data und KI zur Anwendung, um die bereits in der Praxis angewendete Methoden zur energetischen Optimierung von Pump- und Verteilungssystemen in der Wassergewinnung und die durch Grundwasserdargebot und -qualität vorgegebenen Limitierungen bzw. Optimierungspotentiale zu verbinden. Aufbauend auf den praktischen Erkenntnissen wird eine fachlich anerkannte Optimierungsmethodik, bestehend aus praxisorientierten Leitfäden und Tools, entwickelt, welche die wasserwirtschaftliche Nutzung von Einzelbrunnen und Brunnengalerien fokussiert und somit Wasserversorgungsunternehmen und Industriebetriebe mit eigener Wassergewinnung adressiert.

Integration von Qualitätsparametern bei der Energieoptimierung von Wassergewinnungen - Entwicklung eines ganzheitlichen Optimierungsansatzes, Teilvorhaben: Hydraulische Optimierung

In zahlreichen Forschungsprojekten wurden bereits Energieverbräuche und Energieeinsparpotentiale in den Bereichen Wassergewinnung, -aufbereitung und -verteilung über separate Systemanalysen untersucht. Nur wenige Forschungsprojekte, wie z.B.das BMBF-geförderte ENERWA-Vorhaben, haben durch die gekoppelte Betrachtung der genannten Bereiche einen ganzheitlichen energetischen Betrachtungsansatz der wasserwirtschaftlichen Wertschöpfungskette erarbeitet. Aber auch diese Ansätze haben bei der energetischen Betrachtung die Wasserressource ausgegrenzt. Ein wichtiger Grund für das Fehlen solcher integrativer Betriebsstrategien ist, dass die Entwicklung innovativer Ansätze mit einem hohen Personalaufwand und finanziellen Risiko verbunden ist, welche im Betrieb durch die Wasserunternehmen nicht geleistet werden kann. Optimierungsmaßnahmen orientieren sich deshalb gemeinhin ausschließlich an den allgemein anerkannten Regeln der Technik und können nur selten darüber hinaus erprobt werden. Das vorliegende Vorhaben zielt daher darauf ab, diese Lücke bestehender Optimierungsansätze zu schließen, indem es intelligente, praxisorientierte Analysewerkzeuge zur integrierten qualitäts- und energieoptimierten Steuerung von Brunnengalerien für Anlagenbetreiber entwickelt. Hierbei kommen innovative Analysemethoden aus den Bereichen Big Data und KI zur Anwendung, um die bereits in der Praxis angewendete Methoden zur energetischen Optimierung von Pump- und Verteilungssystemen in der Wassergewinnung und die durch Grundwasserdargebot und -qualität vorgegebenen Limitierungen bzw. Optimierungspotentiale zu verbinden. Aufbauend auf den praktischen Erkenntnissen wird eine fachlich anerkannte Optimierungsmethodik, bestehend aus praxisorientierten Leitfäden und Tools, entwickelt, welche die wasserwirtschaftliche Nutzung von Einzelbrunnen und Brunnengalerien fokussiert und somit Wasserversorgungsunternehmen und Industriebetriebe mit eigener Wassergewinnung adressiert.

Integration von Qualitätsparametern bei der Energieoptimierung von Wassergewinnungen - Entwicklung eines ganzheitlichen Optimierungsansatzes, Teilvorhaben: Qualitätsorientierte Steuerung von Brunnengalerien

In zahlreichen Forschungsprojekten wurden bereits Energieverbräuche und Energieeinsparpotentiale in den Bereichen Wassergewinnung, -aufbereitung und -verteilung über separate Systemanalysen untersucht. Nur wenige Forschungsprojekte, wie z.B.das BMBF-geförderte ENERWA-Vorhaben, haben durch die gekoppelte Betrachtung der genannten Bereiche einen ganzheitlichen energetischen Betrachtungsansatz der wasserwirtschaftlichen Wertschöpfungskette erarbeitet. Aber auch diese Ansätze haben bei der energetischen Betrachtung die Wasserressource ausgegrenzt. Ein wichtiger Grund für das Fehlen solcher integrativer Betriebsstrategien ist, dass die Entwicklung innovativer Ansätze mit einem hohen Personalaufwand und finanziellen Risiko verbunden ist, welche im Betrieb durch die Wasserunternehmen nicht geleistet werden kann. Optimierungsmaßnahmen orientieren sich deshalb gemeinhin ausschließlich an den allgemein anerkannten Regeln der Technik und können nur selten darüber hinaus erprobt werden. Das vorliegende Vorhaben zielt daher darauf ab, diese Lücke bestehender Optimierungsansätze zu schließen, indem es intelligente, praxisorientierte Analysewerkzeuge zur integrierten qualitäts- und energieoptimierten Steuerung von Brunnengalerien für Anlagenbetreiber entwickelt. Hierbei kommen innovative Analysemethoden aus den Bereichen Big Data und KI zur Anwendung, um die bereits in der Praxis angewendete Methoden zur energetischen Optimierung von Pump- und Verteilungssystemen in der Wassergewinnung und die durch Grundwasserdargebot und -qualität vorgegebenen Limitierungen bzw. Optimierungspotentiale zu verbinden. Aufbauend auf den praktischen Erkenntnissen wird eine fachlich anerkannte Optimierungsmethodik, bestehend aus praxisorientierten Leitfäden und Tools, entwickelt, welche die wasserwirtschaftliche Nutzung von Einzelbrunnen und Brunnengalerien fokussiert und somit Wasserversorgungsunternehmen und Industriebetriebe mit eigener Wassergewinnung adressiert.

Risikogebiete außerhalb von Überschwemmungsgebieten (§ 78 b WHG)

Es handelt sich um Flächen, bei denen nach § 78b WHG ein signifikantes Hochwasserrisiko ermittelt wurde und die bei einem Hochwasser mit niedriger Wahrscheinlichkeit [HQextrem] über das festgesetzte bzw. vorläufig gesicherte Überschwemmungsgebiet hinaus überschwemmt werden können. Der Stand der verwendeten Grundlagen ist der Attributtabelle zu entnehmen. Die Lage und Rechtsverbindlichkeit ergeben sich aus den Angaben für Risikogebiete des HQextrem aus dem 2. Zyklus (2019) der Hochwasserrisikomanagement-Richtlinie (HWRM-RL) sowie den aktuellen Angaben für festgesetzte Überschwemmungsgebiete und vorläufige Sicherungen.§ 78b WHG Risikogebiete außerhalb von Überschwemmungsgebieten (Fassung gemäß Änderung durch Hochwasserschutzgesetz II)(1) Risikogebiete außerhalb von Überschwemmungsgebieten sind Gebiete, für die nach § 74 Absatz 2 Gefahrenkarten zu erstellen sind und die nicht nach § 76 Absatz 2 oder Absatz 3 als Überschwemmungsgebiete festgesetzt sind oder vorläufig gesichert sind; dies gilt nicht für Gebiete, die überwiegend von den Gezeiten beeinflusst sind, soweit durch Landesrecht nichts anderes bestimmt ist. Für Risikogebiete außerhalb von Überschwemmungsgebieten gilt Folgendes:1. bei der Ausweisung neuer Baugebiete im Außenbereich sowie bei der Aufstellung, Änderung oder Ergänzung von Bauleitplänen für nach § 30 Absatz 1 und 2 oder nach § 34 des Baugesetzbuches zu beurteilende Gebiete sind insbesondere der Schutz von Leben und Gesundheit und die Vermeidung erheblicher Sachschäden in der Abwägung nach § 1 Absatz 7 des Baugesetzbuches zu berücksichtigen; dies gilt für Satzungen nach § 34 Absatz 4 und § 35 Absatz 6 des Baugesetzbuches entsprechend;2. außerhalb der von Nummer 1 erfassten Gebiete sollen bauliche Anlagen nur in einer dem jeweiligen Hochwasserrisiko angepassten Bauweise nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik errichtet oder wesentlich erweitert werden, soweit eine solche Bauweise nach Art und Funktion der Anlage technisch möglich ist; bei den Anforderungen an die Bauweise sollen auch die Lage des betroffenen Grundstücks und die Höhe des möglichen Schadens angemessen berücksichtigt werden.(2) Weitergehende Rechtsvorschriften der Länder bleiben unberührt.Diese Daten sind auch im INSPIRE Datenmodell „Annex 3: Gebiete mit naturbedingten Risiken“ erhältlich. Die Bereitstellung erfolgt über die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) per Darstellungs- und Downloaddienst, deren URLs in den Transferoptionen angegeben sind.

Forschungsinitiative Zukunft Bau - Forschungscluster 'Nachhaltiges Bauen/Bauqualität', Optimierung der BNB-Kriteriensteckbriefe Schallschutz und Akustischer Komfort

Im Rahmen des Bewertungssystems Nachhaltiges Bauen sollen die vorhandenen Kriteriensteckbriefe für Schallschutz und akustischen Komfort für Büro-, Unterrichts- und Laborgebäude auf Basis der normativen und arbeitsschutzrechtlichen Festlegungen und Empfehlungen inhaltlich aktualisiert werden. Bei der Festlegung der Bewertungsanforderungen erfolgt eine Abwägung zwischen Komfort- und Gesundheit, anerkannten Regeln der Technik und ökonomischer Umsetzbarkeit. Ausgangslage: Das BMUB hat für Bundesgebäude verbindliche Qualitätsvorgaben an ganzheitlich optimierte Gebäude im Leitfaden Nachhaltiges Bauen und im Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) festgelegt. Seit Oktober 2013 ist das Bewertungssystem BNB verpflichtend für die Planung und Realisierung von Gebäuden des Bundes anzuwenden. Im Bewertungssystem wurden auch konkrete Ansätze zum Schallschutz und raumakustischen Komfort formuliert. Im Rahmen der kürzlich abgeschlossenen Evaluierung und Harmonisierung des Bewertungssystems (BNB Version 2015) wurden die Anforderungen an den Schallschutz und den raumakustischen Komfort an die zwischenzeitlich gewonnenen Erkenntnisse im Hinblick auf weiterentwickelte Normen und Richtlinien angepasst. Diese Anpassung ist jedoch noch nicht vollständig erfolgt, da beispielweise die Fortschreibung der DIN 4109 und der VDI 2569 noch nicht abgeschlossen war. Daher ist eine weitere inhaltliche Aktualisierung unter Einbeziehung der fortgeschriebenen DIN 4109 und VDI 2569 notwendig. Ziel: Ziel des Projektes ist die inhaltliche Aktualisierung der BNB Kriteriensteckbriefe für Schallschutz und akustischen Komfort bei Büro-, Unterrichts- und Laborgebäuden unter Einbeziehung der fortgeschriebenen DIN 4109 und VDI 2569. Es wird ein realistisches und praktikables Bewertungssystem erarbeitet, mit dem die Einhaltung von Mindestanforderungen nach aktuell gültigen gesetzlichen Regeln bzw. allgemein anerkannten Regeln der Technik geprüft werden kann. Weiterhin ist eine abgestufte Bewertung höherer Qualitätsanforderungen vorgesehen, bei der eine Abwägung zwischen Komfort und Gesundheit, Regeln der Technik sowie ökonomischer Umsetzbarkeit zu treffen ist. Darüber hinaus erfolgt ein Vergleich zwischen nationalen und internationalen Vorgaben bzw. Bewertungsansätzen für Bau- und Raumakustik.

Wissenschaftliche Ueberrechnung des Erweiterungsentwurfes der Klaeranlage Limburg

Um die Klaeranlage Limburg nach den anerkannten Regeln der Technik zu betreiben, wurde im Jahr 1986 eine Erweiterungsentwurf erarbeitet, der eine gezielte Stickstoffelimination durch Nitrifikation und Denitrifikation ermoeglichen sollte. Aufgrund der seither gewonnenen Erkenntnisse auf dem Gebiet der weitergehenden Abwasserreinigung, war eine wissenschaftliche Ueberpruefung des Entwurfes sinnvoll. Dieser umfasste Messphasen zur Erstellung aktueller Stoffbilanzen sowie zur Erfassung dynamischer Belastungszustaende. Diese dienten als Grundlage fuer dynamische Simulationen mit einem am Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft entwickelten mathematischen Modell (SIMKA) fuer Klaeranlagen. Die Reinigungsleistung der Klaeranlage wurde fuer verschiedene Ausbauvarianten untersucht und Empfehlungen fuer eine optimierte Erweiterung gegeben.

WIR! - rECOmine - ResuS, TP2: Entwicklung Probenahmenverfahren für subhydrische Sedimente und Langzeitmonitoring

Erhöhung und Verstärkung des vorhandenen Elbedeiches zwischen Penkefitz und Wussegel

Der Dannenberger Deich- und Wasserverband hat die Planfeststellung für die Erhöhung und Verstärkung des Elbedeiches zwischen Penkefitz von Elbe-km 517,00 bis 519,70 sowie den Ersatzneubau des Siel- und Schöpfwerkes „Taube Elbe“ gemäß §12 des Niedersächsischen Deichgesetzes (NDG) i. V. m. §§ 68 ff Wasserhaushaltsgesetz (WHG) sowie den §§ 72 bis 78 des Verwaltungsverfahrensgesetzes (VwVfG) beantragt. Zuständige Behörde für die Durchführung dieses Planfeststellungsverfahrens ist der Nieder-sächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN), Direktion, Standort Lüneburg, Adolph-Kolping-Straße 6, 21337 Lüneburg. Infolge von Elbehochwässern, insbesondere 2011 und 2013, waren umfangreiche Deichsanierungen und Deichverteidigungen notwendig. Die derzeitigen Fehlhöhen betragen zum aktuelle Bemessungsansatz bis zu 1,15 m. Überdies entspricht der derzeitige Ausbauzustand nicht mehr den anerkannten Regeln der Technik gem. DIN 19712. Der Vorhabenträger beabsichtigt daher, an dem ca. 15 km langen Deichabschnitt von Damnatz bis Hitzacker einen an den Stand der Technik angepassten und wirksamen Hochwasserschutz wiederherzustellen. Bei der hier beantragten Teilstrecke von ca. 3,5 km zwischen der Ortschaft Penkefitz und der Hochwasserschutzwand Wussegel handelt es sich um den dritten von insgesamt fünf Plan-feststellungsabschnitten, welcher von Station 0+000 bis 3+516 verläuft. Im Zuge der Erhöhung und Verbreiterung des Deiches und der Binnenberme soll auch die Kreisstraße 36 und der sich auf der Deichkrone befindende Fahrradweg erneuert werden. Zudem entstehen in Teilbereichen ein Deichverteidigungsweg sowie die Anbindung der vorhandenen kommunalen Wege. Darüber hinaus plant der Vorhabenträger den Ersatzneubau des Siel- und Schöpfwerkes an der Mündung der „Tauben Elbe“ in das Elbvorland. Das vorhandene Bauwerk befindet sich mit seinen Komponenten teilweise innerhalb des Deichkörpers und entspricht nicht mehr dem Stand der Technik, so dass ein Ersatzneubau mit der einhergehenden technischen Erneuerung geplant ist. Derzeit ist kein kontrollierbarer Einstau in die Taube Elbe im Zuge eines El-behochwassers möglich, da die Verschlussorgane für diese Belastungssituation nicht ausgelegt sind. Nach Inbetriebnahme des neuen Schöpfwerkes sollen die bestehenden Bauwerke endgültig außer Betrieb genommen und zurückgebaut werden. Das Vorhaben wirkt sich im Bereich der Stadt Dannenberg (Elbe) und der Stadt Hitzacker (Elbe) sowie in den Gemarkungen Breese in der Marsch, Penkefitz und Wussegel aus. Nähere Einzelheiten zu dem beantragten Vorhaben sind den Planunterlagen zu entnehmen.

Ausbau und Sanierung des Rheinhochwasserdamms (RHWD) XXV im Bereich Knielinger See (Damm-km 26+500 am Rheinhafen Karlsruhe-Hafensperrtor bis zur Rheinbrücke Maxau bei Damm-km 29+000)

Das Land Baden-Württemberg, vertreten durch das Regierungspräsidium (RP) Karlsruhe, Abteilung 5, Referat 53.1, Landesbetrieb Gewässer plant die Sanierung eines etwa 2,5 km langen Abschnitts des Rheinhochwasserdammes (RHWD) XXV zwischen dem Rheinhafen Karlsruhe-Hafensperrtor (Damm-km 26+500) und der Rheinbrücke Maxau (Damm-km 29+000). Der Dammabschnitt entspricht laut einer Sicherheitsüberprüfung nicht mehr den allgemein anerkannten Regeln der Technik. Er wurde im „Dammertüchtigungsprogramm des Landes Baden-Württemberg“ in die höchste Priorität eingestuft und ist daher sanierungsbedürftig. Durch die geplante Sanierung des Dammabschnittes soll die Anpassung an die allgemein anerkannten Regeln der Technik erfolgen. Die Sanierung dient der Sicherung der geschützten Landflächen gegen Überschwemmung bei Hochwasserereignissen. Der RHWD XXV (Rheinhafen bis Rheinbrücke) soll auf der bestehenden Dammtrasse saniert werden. Die Sanierung besteht in der Verstärkung der Standsicherheit sowie der Sicherung der durchgängigen Zugänglichkeit im Hochwasserfall. Darüber hinaus werden bereichsweise Fehlhöhen ausgeglichen. Für dieses Vorhaben führt die Stadt Karlsruhe, Untere Wasserbehörde, auf Antrag des Regierungspräsidiums Karlsruhe ein Planfeststellungsverfahren gemäß § 68 Wasserhaushalts- gesetz mit Umweltverträglichkeitsprüfung durch. Darüber hinaus fällt das Vorhaben in den Anwendungsbereich der Ziffer 13.13 der Anlage 1 des UVPG. Da der Vorhabenträger gem. § 7 Absatz 3 UVPG die Durchführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung beantragt und die Planfeststellungsbehörde dies als zweckmäßig erachtet hat, entfällt die allgemeine Vorprüfung des Einzelfalls nach § 7 Abs. 1 UVPG und es besteht eine UVP-Pflicht. Im Rahmen des Planfeststellungsverfahrens wurde seitens des Vorhabenträgers unter anderem ein Bericht zur Umweltverträglichkeitsprüfung, inklusive einer speziellen artenschutz- rechtlichen Prüfung, einer Natura 2000-Verträglichkeitsprüfung und eines landschafts- pflegerischen Begleitplans, erstellt und den Antragsunterlagen beigefügt.

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