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Vorhaben: Freibordbemessung von Ästuar- und Seedeichen unter Berücksichtigung von Wind und Strömung

Das Projekt "Vorhaben: Freibordbemessung von Ästuar- und Seedeichen unter Berücksichtigung von Wind und Strömung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. Ziel des Forschungsprojektes ist die Berücksichtigung von Wellen, Wind und Strömung bei der Freibordbemessung von Ästuar- und Seedeichen. Das Forschungsvorhaben beinhaltet umfangreiche experimentelle und theoretische Untersuchungen. Die experimentellen Untersuchungen werden im Wind-/Wellen-/Strömungsbecken vom DHI in Kopenhagen an einem 1:3 und an einem 1:6 geneigten Deich mit lang-/kurzkämmigem Seegang unter Variation der Parameter Strömung, Wind und Freibordhöhe durchgeführt. In diesem Zusammenhang werden der Wellenauflauf und der Wellenüberlauf untersucht. Neben der Wellenauflaufhöhe und der mittleren Wellenüberlaufrate sollen auch die Strömungsgrößen des Wellenüberlaufs messtechnisch erfasst werden. Unter Berücksichtigung bestehender Ansätze und theoretischer Untersuchungen sollen dann die Abhängigkeiten der Wellenauflauf- und Wellenüberlaufgrößen vom ankommenden Seegang, von der küstenparallelen Strömung und vom Wind beschrieben werden. Die Ergebnisse sollen direkt von den Landesbehörden bei der Planung und Überprüfung bestehender und neuer Hochwasserschutzdeiche verwendet werden. Außerdem sollen die Ergebnisse Eingang in die nationalen und internationalen Regelwerke zur Seedeichbemessung finden. Der Antragsteller selber ist Mitglied zahlreicher nationaler und internationaler Arbeitsgruppen, die sich mit der Erstellung entsprechender Empfehlungen beschäftigen.

System zur Sicherung von Deichen und Ufern

Das Projekt "System zur Sicherung von Deichen und Ufern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Dortmund, Fachbereich Design durchgeführt. Es handelt sich bei dem System um wiederverwendbare, faltbare und dadurch gut lagerbare Hohlkoerper aus flexibler Kunststofffolie, die erst im Einsatz vor Ort mit Wasser gefuellt und mit Blei beschwert den erforderlichen Druck auf gefaehrdete Deiche und Uferbefestigungen ausueben. Fuer den praktischen Einsatz sind zwei Module erforderlich. Das Basismodul hat eine glatte Grundflaeche, damit der Druck ganzflaechig auf den Untergrund einwirken kann. In verschiedenen Schichtungen, je nach Bedarf, wird das Hauptmodul daruebergestapelt. Die aeussere Form ist so gestaltet, dass durch die Verzahnung der einzelnen Elemente eine stabile, unverrueckbare Lage ermoeglicht wird. Die Konstruktion beruecksichtigt in ihren Dimensionen eine leichte Handhabung beim Transport und beim Aufbau vor Ort. Die einzelnen Behaelter fassen ca. 20 l Wasser. Die Bleigewichte sind integriert. (In der Weiterentwicklung werden die Bleibeschwerungen bei der Herstellung der Modulen von innen in Form von flachen Platten fest eingebracht.) Das Gesamtgewicht eines Moduls im gefuellten Zustand betraegt ca. 30 kg. Im leeren Zustand betraegt das Transportgewicht des Kunststoffmantels und der Bleibleche weniger als die Haelfte von herkoemmlichen Sandsaecken. Das Transportvolumen betraegt sogar nur 10 Prozent der vergleichbaren Sandmenge. Die Hohlkoerper sind als Faltsystem ausgelegt und dadurch platzsparend zu lagern. Das Einfuellen des Wassers erfolgt direkt am Einsatzort. Entsorgungsprobleme, wie sie sich beim Gebrauch von Sandsaecken ergeben, entfallen vollstaendig, da das Wasser aus den Modulen an Ort und Stelle ohne eine Gefaehrdung der Umwelt abgelassen werden kann. Die Elemente koennen platzsparend gelagert und wiederverwendet werden.

Deich- und Deponiebau

Das Projekt "Deich- und Deponiebau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachgebiet Geochemie und Hydrogeologie durchgeführt. Auswertung bestehender Datensätze in Hinblick auf Verwertung von Baggergut nach Maßstäben der BBodSchV und der Richtlinie der LAWA (2002).

Baggergut im Deichbau

Das Projekt "Baggergut im Deichbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Erdsystemwissenschaften, Institut für Bodenkunde durchgeführt. An Deiche werden erhöhte Anforderungen hinsichtlich der hydraulischen Dichtwirkung ihrer Komponenten gestellt (DWA 2005). Für den Deichbau im Küstenbereich dient in der Regel gewachsener Klei mit definierten geotechnischen Eigenschaften der Abdeckung des Sandkerns. Da die Ausbeutung natürlicher Kleivorkommen mit erheblicher Flächenzerstörung verbunden ist, wird seitens der Hamburger Hafenbehörde (HPA) angestrebt, einen Teil der Kleilage durch aufbereitetes Baggergut zu ersetzen. Mit praxisnahen Feldversuchen im Bereich eines verfüllten Hafenbeckens im Hamburger Hafen wird seit 2004 die Eignung des Materials für den Einsatz im Deichbau geprüft. Aufbau und Ausstattung der Testfelder erlauben eine Quantifizierung und Analyse des die Testfelder verlassenden Sickerwassers, wobei Testfeld 1 aus einem Sandkern mit 1 m Kleiüberdeckung besteht und als Referenz dient, während in Testfeld 2 die unteren 70 cm der Kleilage durch Baggergut ersetzt wurden. Begleitende Aufgrabungen haben gezeigt, dass hinsichtlich der Strukturbildung deutliche Unterschiede zwischen dem Baggergut und dem Klei bestehen. Diese Unterschiede beruhen im Grundsatz auf einem Reifeprozess, bei dem das Baggergut primäre physikalische Eigenschaften verändert und in einen neuen Gleichgewichtszustand übergeht. Mit vertiefenden Untersuchungen im Labor wird daher der physikalischen Materialzustand sowie das davon abhängigen Langzeitverhaltens der potentiellen Schadstoffausträge analysiert, wobei die Eigenschaften unterschiedlicher Chargen von Baggergut mit denjenigen des üblicherweise im Deichbau verwendeten Kleis verglichen werden. Ziel der Untersuchungen ist es, durch die verbesserten Kenntnisse der Materialeigenschaften eine Prognose des Verhaltens von im Deichbau eingesetzten Baggergut im Hinblick auf den Wasser- und Stoffhaushalt zu ermöglichen sowie auf Basis dieser Wege zu finden, wie durch Modifikationen der Behandlungsverfahren das Baggergut für den Einsatzzweck im Deichbau ggf. verbessert bzw. vorkonditioniert werden kann.

Seegang im Kuestenvorfeld und in den Aestuaren

Das Projekt "Seegang im Kuestenvorfeld und in den Aestuaren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie durchgeführt. Zielsetzung: Verbesserung der Kenntnisse ueber Seegang in bestimmten Gebieten und der Verfahren zur Berechnung des Seegangs, Bereitstellung von Bemessungswerten fuer Deiche und Bauwerke. Bereitstellung weiterentwickelter Rechenmodelle.

Teil Geotechnik

Das Projekt "Teil Geotechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Fakultät für Bauingenieur-, Geo- und Umweltwissenschaften, Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Prognosemodells zur Bewertung der Standsicherheit von Altdeichen basierend auf Feuchteverteilungen innerhalb des Deichkörpers, die mit einem Monitoringsystem mittels der Time Domain Reflectometry (TDR) gemessen werden. Für das TDR-Feuchtemeßsystem werden Flachbandkabel als Sensoren verwendet und optimiert, die mittels einer zu entwickelnden Einbringtechnik in bestehende Deiche eingebaut werden. Diese modifizierten Sensoren müssen messtechnisch im Labor und numerisch untersucht und kalibriert werden. Für die Auswertung der TDR-Messungen sind umfassende Materialkalibrierungen (elektrisch) notwendig, die inkl. hydraulischer und bodenmechanischer Parameter in einer Datenbank verfügbar gemacht werden. Das Prognosemodell wird auf Basis einer stochastischen Modellierung entwickelt. Am Ende des Projektes soll ein Werkzeug für Entscheidungsträger zur Verfügung stehen, mit dem im Falle eines Hochwassers Verteidigungsmaßnahmen geplant oder Evakuierungsmaßnahmen eingeleitet werden können. Der Nachweis in situ ist vorgesehen. Nach der Herstellung der Einsatzreife des Systems ist von zwei projektbeteiligten Personen eine Ausgründung geplant.

Hochwasser- und Kuestenschutz Dierhagen Ost

Das Projekt "Hochwasser- und Kuestenschutz Dierhagen Ost" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik durchgeführt. Die Aufgabe bestand in der Untersuchung der Wechselwirkungen von Deich und Deichvorland im System Duene - Wald - Deich bei abnehmender Vorlandbreite. Weiterhin sollten Moeglichkeiten zur Leistungssteigerung des Vorlandes bei Beibehaltung des Seedeiches mit einer Grasdecke entwickelt werden. Fuer den Kuestenabschnitt Dierhagen Ost zeigten die Untersuchungen, dass bei sehr schweren Sturmfluten eine Durchbruchgefahr der offenen Ostsee in den Saaler Bodden besteht, womit eine Gefaehrdung der Boddengemeinden verbunden ist. Aus den gefundenen Aussagen wurden Vorschlaege zu praktischen Loesungen in der Arbeit unterbreitet.

Hochwasser- und Kuestenschutz Fischland

Das Projekt "Hochwasser- und Kuestenschutz Fischland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik durchgeführt. Auf der Basis fundierter Aussagen zur kuesten- und hochwasserschutztechnischen Situation wurden die vorhandenen Anlagen bewertet. Eine Analyse der Hochwasser- und Durchbruchsicherheit bei Bemessungshochwasser (BHW) wurde auf der Grundlage einer ausfuehrlichen Wellenprognose fuer den Kuesten- bzw. Boddenbereich durchgefuehrt. Fuer die festgestellten Defizite sind Loesungen zur Sicherung gegen das BHW und starken Seegang vorgeschlagen worden, wobei der hydro- und sedimentdynamische Entwicklungstrend des Abschnittes zu beruecksichtigen war. Die Hochwasserschutzsicherheit ist fuer mindestens 50 Jahre ausgelegt. Weiterhin wurden Aussagen ueber Sicherheit und entsprechend zu errichtende Schutzbauwerke bei Belastungen sowohl von der Ostsee- als auch von der Boddenseite gemacht.

Teilvorhaben: BTU Cottbus

Das Projekt "Teilvorhaben: BTU Cottbus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus, Institut für Umwelttechnik, Lehrstuhl Altlasten, Fachgruppe Bauliches Recycling durchgeführt. Das Forschungsvorhaben will die Notwendigkeit von Neubau und Ertüchtigung technischer Hochwasserschutzmaßnahmen mit dem Wohnungsüberhang im industriell erbauten Bestand verknüpfen mit dem Ziel, den Einsatz von gebrauchten Betonfertigteilen für den Deichbau zu untersuchen und experimentell nachzuweisen. Die Struktur des Verbundprojektes ist interdisziplinär. Verschiedene Akteure und Handlungsebenen werden zusammengeführt bzw. vernetzt. Dies sind das Landesumweltamt Brandenburg, Unternehmen und die Wissenschaft. Alle Partner sollen von Beginn an in die Bearbeitung und den Lösungsprozess der Thematik einbezogen werden. Wird die Machbarkeit derartiger Maßnahmen nachgewiesen und belegt, eröffnet sich ein bundes- und europaweiter Transfer der Ergebnisse. Es bieten sich neue Chancen für technologieorientierte KMU. Langfristig kann mit einer flächendeckenden Einführung von Neubau- und Ertüchtigungsmaßnahmen an Hochwasserschutzanlagen durch gebrauchte Betonfertigteile gerechnet werden.

Teilvorhaben: Software und Werkzeuge für Logistik

Das Projekt "Teilvorhaben: Software und Werkzeuge für Logistik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule der Wirtschaft Nordrhein-Westfalen gGmbH, Wirtschaftsinformatik, Technische Informatik durchgeführt. Ein optimaler Hochwasserschutz ist eine wesentliche Voraussetzung für den Schutz von Bevölkerung und Infrastruktur. Bislang existierende Formen des stationären Hochwasserschutzes (z.B. Deiche) sind auch heute schon in Katastrophensituationen oft durch mobile Ansätze zu ergänzen. Der mobile Hochwasserschutz bietet aber noch beträchtliche Optimierungspotentiale. Die Nutzung von gefüllten Geotextilschläuchen mit der Methode der Fa. Topocare ist eine vielversprechende Variante. Für einen flexiblen und optimierten Einsatz sind aber Weiterentwicklungen notwendig, die kleinere und teilautonome Maschinen und eine zugehörige Steuerungs- und Planungslogik beinhalten. In diesem Teilvorhaben werden die software-seitigen Grundlagen für den optimierten Einsatz der Verlege- und Zuliefermaschinen der Fa. topocare gelegt, die ebenfalls in diesem Projekt entwickelt werden. Dazu sind folgende Ergebnisse zu erzielen: - die Steuersoftware für die Verlege- und Zuliefermaschinen sowie Drohnen - die Software für Planungs- und Kontrollsysteme Die Aktivitäten in diesem Teilvorhaben orientieren sich an den oben genannten Ergebnissen und gliedern sich - analog zum Gesamtprojekt - in 5 Arbeitspakete. Im ersten Arbeitspaket werden die Anforderungen an die Software und die Maschinen erhoben. Darauf aufbauend kann in Arbeitspaket 2 ein teilautonom arbeitender Demonstrator der Verlegeeinheit maschinenbaulich und softwaretechnisch erstellt werden. Das Arbeitspaket 3 widmet sich den ebenfalls teilautonomen Zuliefermaschinen und der Koordination dieser Maschinen untereinander und mit der Verlegeeinheit. Die Planung und die Kontrolle des laufenden Verlegeprozesses erfordern Werkzeuge, die die Einsatzkräfte unterstützen. Diese Werkzeuge werden in Arbeitspaket 4 bis zur Demonstrierbarkeit entwickelt. Die Validierung der Ergebnisse auch in Feldversuchen und die Dissemination der Ergebnisse und gemachten Erfahrungen bilden die Aktivitäten im Arbeitspaket 5.

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