Veranlassung
Mit der Novellierung des Wasserhaushaltsgesetzes am 1. März 2010 (WHG) wurde die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) dazu verpflichtet, die ökologische Durchgängigkeit an ihren Staustufen wiederherzustellen. Ziele sind der gute ökologische Zustand (GÖZ) bzw. das gute ökologische Potenzial (GÖP) der Wasserkörper gemäß Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) bzw. WHG.
Die WSV hat zunächst Maßnahmen zur Herstellung der fischökologischen Durchgängigkeit und hier speziell zum Fischaufstieg priorisiert. An mehr als 200 Standorten der BWaStr müssen dazu Fischaufstiegsanlagen (FAA) sowie teilweise auch Fischabstiegsanlagen (FAbA) gebaut werden.
Die Funktionsfähigkeit dieser Anlagen lässt sich direkt am Standort bewerten. Das BfG-Projekt "Entwicklung eines Methodenstandards zur biologischen Funktionskontrolle von Fischaufstiegsanlagen an Bundeswasserstraßen" adressiert hierzu die Herausforderungen an BWaStr. Um aber einzuschätzen, ob die Maßnahmen Bedingungen schaffen, unter denen GÖZ oder GÖP des Wasserkörpers tatsächlich erreichbar sind, muss es möglich sein, die Betrachtung auf den betroffenen Flussabschnitt und darüber hinaus zu erweitern. Dafür ist entscheidend, ab welchem Grad der Durchgängigkeit sich dort stabile Populationen der Fischzönose etablieren können. Dies ist in den BWaStr bislang nicht quantifizierbar, da es aktuell keine passenden Modelle oder Werkzeuge gibt, die eine entsprechend integrative Beurteilung ermöglichen.
An dieser Stelle setzt das Projekt FischPop an. Für die BWaStr soll es ein Werkzeug entwickeln, welches Populationsaspekte in Verbindung mit der Ausprägung und Verfügbarkeit von Habitaten sowie ihrer Konnektivität modellhaft abbildet. Durch einen Metapopulationsansatz sollen die drei Komponenten miteinander verknüpft werden, um großskalig populationsökologische Prozesse zu modellieren. Dies ermöglicht es nicht nur, die Auswirkungen einer konkreten FAA auf die Populationen zu beurteilen, sondern auch kumulative Auswirkungen mehrerer Barrieren einzuschätzen, was der Realität der meisten BWaStr entspricht.
Während zunächst der Fokus auf der Bewertung der Durchgängigkeit liegen wird, kann ein solches Modell perspektivisch auch dabei helfen, die Bedeutung der verfügbaren Fischhabitate für die Fischpopulationen zu quantifizieren und zu beurteilen.
Ziele
Gesamtziel:
- Modellanwendung entwickeln, mit der abgeschätzt werden kann, ob die gegebene Durchgängigkeit einer FAA bzw. eines Querbauwerks-Standortes die Entwicklung vitaler Fischpopulationen ermöglicht (Populationsmodell inklusive Konnektivitätsmodul und Habitatmodul)
Teilziele:
- theoretisches Modell entwickeln, zunächst für eine Art/Artengruppe
- theoretisches Modell ausweiten auf insgesamt mindestens drei Arten/Artengruppen mit unterschiedlichen Ansprüchen an den Lebensraum
- Modellanwendung anhand konkreter Projektgebiete kalibrieren und verifizieren
- auf Grundlage der Modellanwendung Bewertungswerkzeug für konkrete Querbauwerks-Standorte entwickeln
Das Projekt "Bedeutung der Durchgängigkeit für Populationen wandernder Fischarten in Bundeswasserstraßen" ist Teil des FuE-Rahmenkonzeptes zur ökologischen Durchgängigkeit der Bundeswasserstraßen (BWaStr). Die übergreifenden Ziele und die weiteren in diesem Rahmen durchgeführten FuE-Projekte sind unter der Projektnummer M39630404009 nachzulesen (Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit für Fische an den Staustufen der Bundeswasserstraßen - Rahmenkonzept für Forschung und Entwicklung).
Die ökologische Resilienz von Fischpopulationen in Flussökosystemen basiert auf einer erfolgreichen Fortpflanzung und Rekrutierung, dem Zugang zu verfügbaren Ressourcen und der Erreichbarkeit von unterschiedlichen Habitaten. Bei der Restaurierung von Flüssen verbessern vor allem solche Projekte die Diversität der Fischfauna und die Bestandsentwicklung einzelner Fischarten, deren Maßnahmen eine Verbesserung sowohl der hydromorphologischen Habitate als auch der ökologischen Durchgängigkeit beinha
Es geht um die Frage, welche umweltpolitischen Politikinstrumente wie Steuern, Standards, handelbare Emissionszertifikate, Subventionen und gemischte Instrumente staerkere Anreize zu Forschung und Entwicklung (FuE) aber auch zur Uebernahme (Adaption) neuer Technologien liefern. Dabei wird auch untersucht, bei welchen Instrumenten es in Abhaengigkeit von der Marktform zu staerkeren allokativen Verzerrungen kommt. Die theoretische Forschung zur Adaption bei vollkommenem Wettbewerb ist dabei weitgehend abgeschlossen. Da empirische Studien ausweisen, dass hoechstens 15 Prozent der Industrieinnovationen selbst verwendet werden, 85 Prozent jedoch an Dritte weiterverkauft werden, ist es wichtig zu erforschen, welche Rueckkopplungen von der Regulierung einer verschmutzenden Industrie auf die Forschung in anderen Industrien ausgeht. Diese Fragestellung ist augenblicklich zentraler Gegenstand dieses Forschungsprojektes. Vorgehensweise: Der Ansatz ist in der ersten Phase des Projektes theoretisch: Das heisst, es werden Methoden aus der oekonomischen Gleichgewichts- und der Spieltheorie verwendet, um Markt und Verhaltensgleichgewichte zu identifizieren. Spaeter sollen Vermeidungskosten in verschiedenen wirtschaftlichen Sektoren oekonometrisch geschaetzt und die theoretisch abgeleiteten Hypothesen ueberprueft werden. Untersuchungsdesign: Panel.
Die Dekarbonisierung des Energiesystems ist eine große und komplexe Herausforderung. Im Rahmen eines gesamtheitlichen, sektorenübergreifenden Ansatz soll das Vorhaben im Rahmen des Energieparks Herzogenrath (EPH) erforschen, wie die dynamische Vernetzung unterschiedlicher Akteure auf Erzeugungs- und Verbrauchsseite realisiert werden kann. Hierzu soll ein zentrales Energiemanagementkonzept entwickelt werden, in dem die Informationen dezentraler Knoten zusammenlaufen und wo mit Hilfe künstlicher Intelligenz Prognosen für einen möglichst kosteneffizienten, systemdienlichen und Emissionsarmen Betrieb abgebildet werden können. Hierzu wird ein Prototypensystem entwickelt, das auf Basis von IOT-Edge-Devices Daten im verteilten System erfassen und zentral zusammenführen kann. Hierbei werden autonome und teil-autonome Betriebsmodi erforscht. Zur Realisierung soll ein digitaler Zwilling der Systemkomponenten, eines Kommunalen Verbrauchers, industrieller Betriebe und lokaler Erzeuger sowie Mobilitätsinfrastruktur entwickelt werden, auf dem Algorithmische Strategien abgebildet werden können, die es erlauben zentrale Synergiepotenziale zusammenzufassen und durch verschiedene Marktkanäle gezielt zu erschließen. Hierdurch soll ein optimaler Betrieb einer CO2-freien Stadt realitätsnah und mit hohem Detailgrad demonstriert werden und eine reale Umsetzung für die Kommune vorbereitet werden. Auf Basis der Szenariountersuchung sollen die gewonnen Erkenntnisse als Blaupause für die Dekarbonisierung in weiteren Kommunen dienen.