Langjährige Pegelaufzeichnungen aus dem Gebiet der südöstlichen Nordsee zeigen seit Mitte des 20. Jahrhunderts signifikante Veränderungen im lokalen Tideregime. Während der mittlere Meeresspiegel (englisch: Mean Sea Level, MSL) über die vergangenen 150 Jahre generell dem globalen Mittel gefolgt ist, deuten Auswertungen der mittleren Tidehoch- und Tideniedrigwasser auf signifikant abweichende Trends hin. So sind die Tidehochwasser signifikant schneller als der MSL angestiegen, während die Tideniedrigwasser deutlich geringere oder teils negative Trends aufzeigen. Daraus resultierte eine gleichzeitige Zunahme des Tidehubs (die Differenz aus Tidehoch- und Tideniedrigwasser) von ca. 10 % seit 1955. Derartige Veränderungen haben direkte Auswirkungen auf den Küstenschutz. So ergeben sich bei einem Anstieg der mittleren Tidehochwasser größere Wassertiefen, wodurch das Wellenklima insbesondere im Bereich der Wattflächen und Außensände in der Deutschen Bucht beeinflusst wird. Größere Wellenhöhen und damit höhere Orbitalgeschwindigkeiten und Brandungsenergien sind die unmittelbare Folge, die zu großflächigen Erosionen führen kann. Gleichzeitig beeinflussen geringere Tideniedrigwasser die Schiffbarkeit der flachen Küstengewässer. Durch den vergrößerten Tidehub treten größere Tidestromgeschwindigkeiten auf, die z.B. Ausräumungen der Tiderinnen, verstärkte Erosionen an Inselsockeln, Strandräumungen und im Zusammenhang mit Sturmfluten Dünen- und Kliffabbrüchen verursachen können. Dies verdeutlicht, dass neben den global wirkenden übergeordneten Veränderungen im MSL (Massenänderungen, thermale Expansion) auch regionale Phänomene und Prozesse eine wichtige Rolle für die Ausprägung der Wasserstände spielen. Eine Berücksichtigung solcher Faktoren in den Projektionen zukünftiger Wasserstände setzt voraus, dass vergangene Entwicklungen und zugrunde liegende Prozesse ausreichend verstanden sind. Das übergeordnete Ziel von TIDEDYN besteht daher in der Analyse der in der Vergangenheit bereits aufgetreten Veränderungen im lokalen Tideregime der Nordsee. Die beobachtete Zunahme des Tidehubs ist in ihrer starken Ausprägung ein weltweit einzigartiges Phänomen, welches bis heute nicht erklärt werden kann. Als mögliche (aber bisher unerforschte) Ursachen kommen z.B. langfristige Änderungen im MSL, morphologische Änderungen im Küstenvorfeld (natürlich oder anthropogen, z.B. Ausbaggerungen oder Baumaßnahmen wie Eindeichungen) oder saisonale Änderungen in der thermohalinen Schichtung des Ozeans in Frage. Durch die integrierte Analyse von hochauflösenden numerischen Modellen (barotrop und baroklin) und Beobachtungsdaten mit robusten Methoden der Zeitreihenanalyse, sollen die Änderungen im Tideregime der Nordsee über die vergangen 60-70 Jahre beschrieben, modelliert und systematisch erforscht werden sowie einzelne Prozesse mittels Sensitivitätsstudien voneinander abgegrenzt werden.
Datierung ausgewählter Bestandteile der aufgespülten Mudde aus der Baggerung zur Warnowquerung, für die Beurteilung der Entstehung der Mudde (Art und Zeitraum) und der sich daraus ableitenden Abbauprognose für die Organische Substanz im aufgespülten Substrat, als wichtigen Parameter zur Ermittlung der Nachhaltigkeit der bodenverbessernden Wirkungen bei der beabsichtigten Verwertung der aufbereiteten Bodenmaterialien - Grundlage zur Festlegung von Einsatzmöglichkeiten und Einsatzzielen. - Auswahl und Vorbereitung der Einzelobjekte für die Untersuchung - Auswahl geeigneter Einzelobjekte auf den drei Klassierpoldern des SF Schnatermann - Zuordnung der umgebenden aufgespülten Muddechargen anhand der Unterlagen zur Baggerung und Aufspülung zu den jeweiligen Schichten im ehemaligen Sedimentkörper - Kennzeichnung wichtiger stofflicher Eigenschaften dieser Muddechargen anhand vorliegender Analyseergebnisse Analytik der Proben - Durchführung der Analytik als NAN-Leistung - Abholung der Proben vom Labor zur Folgeanalytik und Besprechung zum Laborergebnis - Bewertung der Untersuchungsergebnisse und Anfertigung des Berichtes - Vergleich der Analysenergebnisse mit Untersuchungsergebnissen aus vergleichbaren Untersuchungen - Ableitung des zu erwartenden Abbauverhaltens der Organischen Substanz in der Mudde auf der Grundlage der Altersdatierung der ausgewählten Objekte in Abhängigkeit des Aufbereitungsprozesses für die Mudde und möglicher Einsatzzwecke sowie im Vergleich zum bisherigen Abbauverhalten von aufgespülten brackigen und limnischen Sedimenten - Abschätzung der Nachhaltigkeit der bodenverbessernden Wirkungen beim Einsatz der aufbereiteten Bodenmaterialien in verschiedenen Einsatzbereichen mit unterschiedlichen Einsatzzielen - Ableitung vorrangiger Einsatzgebiete und -ziele.
Zweck und Ziel: Aufgabe ist es, die verkehrswasserwirtschaftlichen Rahmenbedingungen fuer die Umlagerung von Baggermaterial im Tidebereich (Ems-Weser-Aestuar) und im Brackwasser der Ostsee durch gezielte Untersuchungen zu quantifizieren und insbesondere Vorschlaege fuer eine Risikominderung zu formulieren. Ausfuehrung: Fuer die Frage nach der Auswirkung einer Umlagerung von Baggermaterial auf den Sauerstoffhaushalt sind folgende systematische Untersuchungen erforderlich: 1. Kartierung der zur Baggerung anstehenden Sedimente hinsichtlich ihrer Zehrungseigenschaften; 2. Bestimmung des Sauerstoffverbrauchs von Baggermaterial in Suspension im Saug-Baggerbetrieb, einschliesslich der Sauerstoffzehrung des ueberfliessenden Spuelwassers; 3. In-situ-Messungen (Sauerstoffgehalt, Truebungskonzentration) bei der Baggerung und Umlagerung; 4. Erfassung der stoffwechseldynamischen Situation und Berechnungen zum Sauerstoffhaushalt im Tidebereich. Ergebnisse: Eine Reihe weiterer Sedimentuntersuchungen im Weser-Aestuar und an der Ostseekueste (Flensburger Foerde, Kieler Foerde, Hafen Neustadt) wurden gutachterlich bearbeitet. Es zeigt sich immer deutlicher, dass feinkoernige Sedimente aus dem inneren Teil der Ostseefoerden vielfach stark anaerob sind und dementsprechend eine hohe Sauerstoffzehrung aufweisen. Im Falle einer Umlagerung dieser Baggersedimente wird zur Minimierung negativer Auswirkungen auf den Sauerstoffhaushalt eine moeglichst kompakte Ablagerung empfohlen. Feinkoernige Sedimente aus dem Weser-Aestuar zwischen Brake und Bremerhaven sind hingegen weniger zehrungsintensiv und durchweg aerob.
Die Insektensammlung des DEI ist mit etwa 3.000.000 präparierten Objekten eine faktische Datensammlung, die kritisch erschlossen werden muss. Nur so können die in der Sammlung enthaltenen Primärinformationen sowohl auf dem Gebiet der Taxonomie als auch für andere biologische sowie zoogeographische Untersuchungen nutzbar gemacht werden. Die Neuordnung von Sammlungsteilen unter modernen wissenschaftlichen Gesichtspunkten zur Sicherstellung der internationalen Verfügbarkeit der Bestände und die Publikation damit zusammenhängender Kataloge sind wesentliche Projektbestandteile.
Die Küsten- und Schelfmeerregionen unserer Erde unterliegen einem ständigen globalen Wandel. Die zunehmende wirtschaftliche Nutzung dieser Regionen in Verbindung mit Veränderungen der natürlichen Umwelt, beispielsweise dem globalen Meeresspiegelanstieg, stellt unsere Gesellschaft vor neue Herausforderungen. Dies bedarf neuer Strategien zur nachhaltigen Nutzung und Entwicklung der Küsten- und Schelfmeerregionen. Entsprechende Planungen erfordern eine interdisziplinäre und internationale Zusammenarbeit in den verschiedensten betroffenen Wissenschaftsfeldern, um die Veränderungen in der natürlichen Umwelt und in der Gesellschaft der Küstenregionen zu analysieren, zu verstehen, vorherzusagen und - wenn nötig - abzumildern. Das deutsch-neuseeländische Graduiertenkolleg wird zu dieser Aufgabe beitragen, indem es junge Graduierte zu fachlich qualifizierten, selbstständig und interdisziplinär denkenden sowie in die internationale Forschung eingebundenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ausbildet. Neben Schwerpunkten aus den Naturwissenschaften sollen auch assoziierte Fragestellungen aus dem Bereich der Sozial- und Rechtswissenschaften bearbeitet werden. Neben dem fachspezifischen Wissen werden diesen jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zusätzliche Fachkenntnisse und Erfahrungen im Projektmanagement zur weiteren Berufsqualifikation vermittelt. Im internationalen Graduiertenkolleg arbeiten 13 junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an verschiedensten Themen aus dem Bereich der Meereswissenschaften an der Universität Bremen. Diese Doktorandinnen und Doktoranden werden aber auch ca. ein Drittel ihrer dreijährigen Promotionszeit an der Universität Waikato in Neuseeland verbringen. Dies ermöglicht es ihnen, mit einigen der besten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf ihrem Arbeitsgebiet zu arbeiten, zu lernen und zu publizieren. Im Austausch werden die neuseeländischen Doktorandinnen und Doktoranden für ca. ein Jahr an der Universität Bremen forschen. Ziel des Graduiertenkollegs ist es, eine neue Generation international ausgerichteter junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auszubilden, die über ihre eigene Disziplin hinausblickend für die Herausforderungen der Zukunft und den Arbeitsmarkt vorbereitet sind.
Das Projekt wird im Rahmen der zweiten Förderbekanntmachung 'Küstenmeerforschung in Nord- und Ostsee' des BMBF-Rahmenprogramms 'Forschung für Nachhaltige Entwicklung' (FONA3) unter dem Forschungsprogramm der Bundesregierung MARE:N - Küsten-, Meeres- und Polarforschung für Nachhaltigkeit gefördert. Vor dem Hintergrund, dass durch die immer intensivere Nutzung der Küstenregionen die Risiken für Menschen und Wirtschaftsgüter bei extremen Naturereignissen stetig steigen, verfolgt die Ausschreibung das Ziel die Weiterentwicklung von zukunftsorientierten Konzepten im Küstenschutz voran zu treiben. Die weltweit ausgeführten Sandaufspülungen sind heutzutage als routinemäßig durchgeführte Küstenschutzmaßnamen anzusehen. Im Kontext eines Integrierten Küstenzonenmanagements (IKZM) und eines ökosystembasierten Management Ansatzes (EAM) aber sind neue Konzepte, Modelle und Werkzeuge zur Gewährleistung und Umsetzung nachhaltiger und umweltfreundlicher Sandaufspülmaßnahmen notwendig. Mit der Umsetzung des Verbundprojektes STENCIL sollen erste Beiträge zur Etablierung eines IKZM und EAM für Sandaufspülungen erarbeitet werden. In dem Verbundprojekt ist die Expertise von Küsteningenieuren, Geologen, Biologen und Toxikologen gebündelt, um verbesserte Werkzeuge und Methoden für die Vorhersage der Hydro- und Morphodynamik an der Küste sowie zur Abschätzung der Auswirkungen von Sandentnahme und -aufspülung auf benthische Habitate und Prädatoren zu leisten. Mit dem Fokus auf das deutsche Wattenmeer leistet das Projekt Beiträge zur 'Wattenmeerstrategie 2100'. Durch Anwendung von Feldmessungen und Laborversuchen sowie konzeptioneller und numerischer Modelle werden wertvolle Datensätze, verbesserte Vorhersagemethoden sowie Prozess- und Arbeitsablaufstudien für die Entwicklung operativer Beobachtungs- und Analyseverfahren für die Praxis entstehen. Gemeinsam mit den Küstenbehörden wird eine Strategie für die Planung und Überwachung zukünftiger Sandaufspülmaßnahmen sowie die notwendigen zukünftigen Forschungsaktivitäten hinsichtlich umweltfreundlicher Sandaufspülungen als 'low-regret' Maßnahmen unter Auswirkungen des Klimawandels erarbeitet.
Das Projekt wird im Rahmen der zweiten Förderbekanntmachung 'Küstenmeerforschung in Nord- und Ostsee' des BMBF-Rahmenprogramms 'Forschung für Nachhaltige Entwicklung' (FONA3) unter dem Forschungsprogramm der Bundesregierung MARE:N - Küsten-, Meeres- und Polarforschung für Nachhaltigkeit gefördert. Vor dem Hintergrund, dass durch die immer intensivere Nutzung der Küstenregionen die Risiken für Menschen und Wirtschaftsgüter bei extremen Naturereignissen stetig steigen, verfolgt die Ausschreibung das Ziel die Weiterentwicklung von zukunftsorientierten Konzepten im Küstenschutz voran zu treiben. Die weltweit ausgeführten Sandaufspülungen sind heutzutage als routinemäßig durchgeführte Küstenschutzmaßnamen anzusehen. Im Kontext eines Integrierten Küstenzonenmanagements (IKZM) und eines ökosystembasierten Management Ansatzes (EAM) aber sind neue Konzepte, Modelle und Werkzeuge zur Gewährleistung und Umsetzung nachhaltiger und umweltfreundlicher Sandaufspülmaßnahmen notwendig. Mit der Umsetzung des Verbundprojektes STENCIL sollen erste Beiträge zur Etablierung eines IKZM und EAM für Sandaufspülungen erarbeitet werden. In dem Verbundprojekt ist die Expertise von Küsteningenieuren, Geologen, Biologen und Toxikologen gebündelt, um verbesserte Werkzeuge und Methoden für die Vorhersage der Hydro- und Morphodynamik an der Küste sowie zur Abschätzung der Auswirkungen von Sandentnahme und -aufspülung auf benthische Habitate und Prädatoren zu leisten. Mit dem Fokus auf das deutsche Wattenmeer leistet das Projekt Beiträge zur 'Wattenmeerstrategie 2100'. Durch Anwendung von Feldmessungen und Laborversuchen sowie konzeptioneller und numerischer Modelle werden wertvolle Datensätze, verbesserte Vorhersagemethoden sowie Prozess- und Arbeitsablaufstudien für die Entwicklung operativer Beobachtungs- und Analyseverfahren für die Praxis entstehen. Gemeinsam mit den Küstenbehörden wird eine Strategie für die Planung und Überwachung zukünftiger Sandaufspülmaßnahmen sowie die notwendigen zukünftigen Forschungsaktivitäten hinsichtlich umweltfreundlicher Sandaufspülungen als 'low-regret' Maßnahmen unter Auswirkungen des Klimawandels erarbeitet.
Das Vorhaben soll im Pilot-Gebiet Untertrave/Lübecker Bucht Informationen über den Gewässerzustand (z.B. Schadstoffe, ökotoxikologische Wirkungen, Nährstoffe, defizitärer Sauerstoffhaushalt) bereitstellen und den Einfluss von Baggeraktivitäten auf die Sediment- und Wasserqualität benennen. Die besonderen Herausforderungen bei der Bearbeitung dieses Vorhabens sind zum einen die hohe Prozessdynamik im Bereich des Pilotgebiets der Untertrave im Mündungsbereich und zum anderen die neuen rahmenrechtlichen Vorgaben für den Umgang mit Baggergut, die aus der MSRL und WRRL folgen. Weiterhin stellen neben der Schadstoffbelastung vor allem die Nährstoffgehalte und die hohen Gehalte organischen Materials in den Mudden sowie der häufig kritische Sauerstoffgehalt ein Problem für die regelmäßige Unterhaltung dar. Das Projekt wird vertiefte Kenntnisse über die vorhandene stoffliche Situation im Pilotgebiet und ein verbessertes Verständnis der sie beeinflussenden Faktoren sowie von Transport- und Stoffumsetzungsprozesse liefern. Diese Erkenntnisse ermöglichen eine Abschätzung der potenziellen Risiken, die bei der Gewässerunterhaltung auftreten können und sind wichtige Voraussetzung für die weitere Entwicklung von Handlungsstrategien der WSV im Bereich der deutschen Ostseeküste.
1 Problemdarstellung und Ziel. 1.1 Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Die erhebliche Verminderung der Strömungsgeschwindigkeiten oberhalb und im Nahbereich von Staustufen führt häufig zu regelmäßig wiederkehrenden Sedimentanlandungen, die unterschiedliche negative Auswirkungen auf den Betrieb und die Sicherheit der Stauhaltung haben können. Aus diesem Grund werden diese Anlandungen regelmäßig durch eine Baggerung entfernt. Im Bereich der Staustufe Iffezheim sind die gebaggerten Sedimente zudem durch HCB belastet, so dass das Baggergut als Schadstoff behandelt und deponiert werden muss, was zu einer enormen Kostensteigerung führt. Hinsichtlich der Prozesse, die zu Anlandungen in Stauhaltungen führen, besteht ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Fragestellungen im Zusammenhang mit dem Transport von Sedimenten in Stauhaltungen sind zu klären, wobei hydrodynamisch-numerische Modelluntersuchungen, Laborversuche und Naturmessungen zum Einsatz kommen sollen. 1.2 Bedeutung für die WSV: Das WSA Freiburg hat in einem Sachstandsbericht die Problematik der Sedimentation im Wehrkanal Iffezheim und die damit zusammenhängenden Maßnahmentätigkeiten seit der Inbetriebnahme der Staustufe Iffezheim zusammengestellt. Aufgrund der seit 2005 ausgeschöpften Unterbringungsmöglichkeiten im Bereich der Staustufe und der nicht möglichen Verspülbarkeit des Baggergutes, ist das WSA Freiburg gezwungen neue Maßnahmen zur Verminderung der regelmäßig anfallenden Baggermengen und Möglichkeiten zur kostengünstigen Unterbringung des Baggerguts zu suchen. Deshalb sind in o.g. Sachstandsbericht Optimierungsmöglichkeiten, die kurz-, mittel- und langfristige Lösungswege aufzeigen, dargestellt. Dabei wird deutlich, dass die Problematik im Wehrkanal Iffezheim nicht mit einem allumfassenden einmaligen Eingriff gelöst werden kann. Es sind daher mehrere Ansätze zu prüfen und zu präzisieren, die langfristig zu einer wirtschaftlichen Gesamtlösung der Problematik im Wehrkanal Iffezheim führen könnten. 1.3 Untersuchungsziel: Ziel ist es, Handlungsanweisungen für das Sedimentmanagement unter Berücksichtigung verschiedener hydrologischer und baulicher Situationen zu erarbeiten. Dazu wurde in der BAW bereits in den Jahren 2006 - 2008 ein TELEMAC-3D-Modell vom Nahbereich der Staustufe Iffezheim aufgebaut und zur Durchführung von ersten hydrodynamischen und morphologischen Berechnungen getestet. Die Weiterentwicklung des 3D-Modells der Staustufe Iffezheim ist notwendig und zielt auf eine möglichst realistische Nachbildung derjenigen Prozesse, die zu den Anlandungen im Wehrkanal von rd. 150.000 m3/a führen. Aus heutiger Sicht erscheint es sinnvoll, die Modellrechnungen auf Berechnungsgittern mit unterschiedlichen Auflösungen durchzuführen.
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| Bund | 45 |
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| Förderprogramm | 45 |
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| offen | 45 |
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| Deutsch | 40 |
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| Keine | 34 |
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