Das Verhalten anthropogener Schadstoffe im Landschaftsmaßstab stellt eine der größten Herausforderungen heutiger Umweltwissenschaften dar. Forschungsergebnisse der letzten zehn Jahre haben wiederholt gezeigt, dass Umsatzraten von Schadstoffen, die im Labor ermittelt wurden, im Widerspruch zu Feldbeobachtungen stehen. Dies weist darauf hin, dass wir die relevanten Prozesse, die den Schadstoffumsatz in der Natur bestimmen, nur unvollständig verstehen. Entsprechend sind wir nicht in der Lage, zukünftige Entwicklungen der Wasser- und Bodenqualität in Folge des Klima- und Landnutzungswandels zuverlässig vorherzusagen. Der SFB CAMPOS beruht auf der Hypothese, dass auf der Feldskala Prozesse maßgeblich sind, die in Laborexperimenten nur schwer zu erfassen sind. Viele Schadstoffe, die unter Laborbedingungen vergleichsweise schnell abgebaut werden, zeigen eine unerwartete Langlebigkeit im Feld; sie werden in Böden und Grundwasserleitern über lange Zeiträume gespeichert und können noch Jahre, nachdem der anthropogene Eintrag aufgehört hat, nachgewiesen werden. Während wichtige, aber langsame Prozesse in Laborstudien möglicherweise übersehen werden, erschwert die ausgeprägte hydrologische und biogeochemische Dynamik die Interpretation konventioneller Beobachtungskampagnen im Feld. CAMPOS zielt darauf ab, reaktive Landschaftselemente zu identifizieren und ihre Prozessdynamik mit ausführlichen Feldstudien zu biogeochemischen Umsätzen von Schadstoffen in einer beispiellosen Auflösung zu quantifizieren. Derartige Studien sind erst durch den enormen Fortschritt in der Analytik und Messtechnik der letzten Jahre (z.B. substanzspezifische Isotopen- und Enantiomeranalytik, 'non-target screening', Bioanalytik, insitu Sensoren, molekularbiologische Techniken inklusive omics) ermöglicht worden, die bislang noch nicht in gezielten Felduntersuchungen kombiniert wurden. Jedes im SFB vorgesehene Projekt vereinigt Expertise aus unterschiedlichen Disziplinen, die notwendig sind, um den Verbleib von Schadstoffen in der Natur zu verstehen. Die untersuchten Landschaftselemente umfassen Fließgewässer, den Übergang zwischen Gerinnen und dem Untergrund, Transekten im Grundwasser sowie verschiedene Bodenkompartimente. Ein neuer stochastischer Modellieransatz ermöglicht es, den reaktiven Stofftransport im Landschaftsmaßstab prozessbasiert zu modellieren und die damit verbundene Unsicherheit zu quantifizieren. Unser neuartiger multidisziplinärer Ansatz quantifiziert das langfristige Verhalten anthropogener Schadstoffe in der Umwelt, indem Einzugsgebiete als biogeochemische Reaktoren betrachtet werde. CAMPOS trägt somit zum Fortschritt der Umweltwissenschaften bei und schafft die Grundlage für realistischere Projektionen der zukünftigen Boden- und Wasserqualität unter den Bedingungen des Klima- und Landnutzungswandels.
Die landschaftsweite Modellierung des reaktiven Stofftransports beinhaltet eine nichteindeutige Auswahl von Teilmodellen (konzeptionelle Unsicherheit). Die vorliegende Komplexität der Landschaft macht den Einsatz komplexer Modelle erforderlich, wobei eine zu große Komplexität problematisch ist: solche Modelle lassen sich an eine Vielzahl von Datensätzen anpassen, besitzen aber nur begrenzte Vorhersagekraft. Das Projekt wird die konzeptionelle Unsicherheit des genutzten Modells untersuchen und quantifizieren, und prüfen, ob das Modell zulässig im Sinne der verfügbaren Daten ist. Das Modell wird dann genutzt, um Monitoringstrategien und die damit verbundene Modellierungs- und Feldaktivitäten des gesamten Konsortiums zu optimieren.
Hydraulische Beanspruchung von Gewässersohle und Ufersicherung infolge Schiffswellen Das Vorhaben steht in Bezug zu laufenden FuE-Vorhaben der Abteilung Geotechnik. So sollen Modellerweiterungen das entstehen von scher-induzierten Porenwasserdrücken (Fragestellungen des Referats G2) und das wirken von Wurzeln im Bodenmaterial (Fragestellung des Referats G4) in der numerischen Abbildung beurteilbar machen. Aufgabenstellung und Ziel Der Schiffsverkehr führt zu temporären Wasserspiegelschwankungen, die auf die Kanalsohle und die Uferbereiche in Form von induzierten Strömungskräften einwirken. Diese hydraulischen Einwirkungen sind gerade aufgrund ihres zeitlichen Verlaufs von besonderer Bedeutung für die Scherfestigkeit der Gewässersohle und damit für die Standsicherheit der Ufereinfassungen. Ziel des Forschungsvorhabens ist ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Grundwasserströmung und Korngerüst, die durch Schiffswellen in der Gewässersohle hervorgerufen werden. Die Gewässersohle wird dabei als poröses Medium betrachtet, das aus den Bodenkörnern, dem Korngerüst sowie dem Porenfluid besteht. Die hydraulische Durchlässigkeit (bezogen auf die Absunkgeschwindigkeit), die Steifigkeit des Korngerüstes und die Steifigkeit des Porenfluids sind entscheidende Faktoren für die Entstehung von lokalen Porenwasserüberdrücken und die sich daraus ergebenden Strömungsprozesse. Wobei die Steifigkeit des Korngerüsts im Wesentlichen durch die Menge der natürlich vorkommenden Gasblasen im Porenraum beeinflusst wird. Dieses Projekt untersucht die Interaktion zwischen den Wasserspiegelschwankungen in Oberflächengewässern und der Gewässersohle anhand von mathematisch-analytischen sowie numerischen Methoden. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Ziel ist es, eine umfassende und fundierte Beratung der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes sicherzustellen. Dazu ist es erforderlich, geeignete Modellierungswerkzeuge weiterzuentwickeln und deren Qualität zu sichern. Diese Analysemethoden sollten in der Lage sein, die Wechselwirkungen zwischen Strömung, Bodenverformung und Grundwasserströmung zu beschreiben. Ein vertieftes Prozessverständnis soll eine sicherheitstechnisch und wirtschaftlich zuverlässige Auslegung von Ufersicherungen unterstützen. Untersuchungsmethoden Grundlage der Untersuchungen bildet eine zeitliche, schiffsinduzierte Druckrandbedingung auf dem Gewässerbett, die durch eine lineare Approximation vereinfacht wird. Diese vereinfachte Darstellung dient als Randbedingung für eine analytische Lösung (Montenegro et al. 2015). Für eine eindimensionale Bodensäule und homogene Bodenverhältnisse liefert diese Gleichung, die aus der Druckrandbedingung resultierenden Porenwasserüberdruckverteilungen zu beliebigen Zeitpunkten. Diese analytische Lösung wird verwendet, um den Einfluss einer Wasserspiegelabsenkung auf einen kohäsionslosen Boden zu untersuchen. Hierzu wird die Porenwasserdruckverteilung am Zeitpunkt des maximalen Wellenabsunks ausgewertet. Ein Absunk von 0,6 m in 5 s wurde als charakteristischer Bugabsunk an den Wasserstraßen ermittelt. Aus den daraus resultierenden Druckverteilungen werden die entsprechenden Verteilungen des hydraulischen Gradienten und der effektiven Spannung bestimmt, um die Sohlstabilitäten für verschiedene Baugrundbedingungen zu beurteilen.
Die aktuellen Katastrophenhochwässer in Mitteleuropa lassen die Frage der zu erwarten-den Größenordnung von Hochwässern insbesondere auch vor dem rezenten Klimawandel laut werden. Aus historischer Zeit bieten die überlieferten Hochwasserstände u.a. von Rhein und Main einen bislang unzureichenden Informationsschatz. Hier besteht jedoch das Problem, dass die historischen Hochwasserstände wegen des Ausbaus der Flüsse zu Schifffahrtsstraßen und der Einengung der Auen durch Bebauung nicht direkt in heutige Zeit übertragen werden können. Die Rekonstruktion der Scheitelabflüsse der Hochwasser in historischer Zeit steht vor methodischen Schwierigkeiten, die bearbeitet werden sollen, um durch die Übertrag des Abflusses adäquate heutige Wasserstände bestimmen und so das aus dem historischen Erfahrungsschatz überlieferte Wissen heute besser nutzen zu können. Der Hochwasserscheitelabfluss in historischer Zeit wird durch Analyse der hydraulischen Verhältnisse der ursprünglichen Flussbetten und -auen rekonstruiert. Dabei werden die aus der Flächennutzung bzw. Gerinnebeschaffenheit resultierende hydraulische Rauigkeit, die darauf basierende jeweilige Fließgeschwindigkeit und schließlich der resultierende Abflussanteil bestimmt. Eine analoge Vorgehensweise für rezente, gemessene Hochwasser dient der Kalibrierung. Abschließend werden die Untersuchungsmethoden mit den Ergebnissen methodisch anderer Ansätze verglichen und zu rezenten Extremhochwässern in Beziehung gesetzt.
Die Bodenkarte von Schleswig-Holstein 1:50.000 stellt die Bodenverbreitung im Land flächendeckend dar. Jeder Fläche ist eine bodensystematische Einheit (Bodentyp) eine Bodenartenschichtung, eine Schichtung des Ausgangsgesteins der Bodenbildung und eine stratigraphische Schichtung der Ausgangsgesteine zugeordnet. Die Farbe der Legendeneinheiten wird durch die Bodentypen bestimmt. Über- und unterlagernde Böden oder Sedimente werden durch Schraffuren gekennzeichnet. Die Böden werden bis 2m unter Geländeoberfläche beschrieben. Böden von Gewässerbetten werden nicht ausgewiesen. Wattflächen werden undifferenziert dargestellt. Die Bezeichnungen der Bodentypen (bodensystematischen Einheiten) und Bodenarten beziehen sich auf die Bodenkundliche Kartieranleitung (Ad-hoc-AG Boden 2005). Übersetzungen (Volltexte) aller Kürzel sind in den Begleittabellen enthalten.
Gewässerunterhalter (GU) unterscheiden zur Gewässerführung in nichtoffenen Gerinnen Rohrleitungen, Durchlässe und Düker. Rohrleitungen und Durchlässe sind Elemente, die sich in Länge und Funktion unterscheiden: Durchlässe dienen i.d.R. zur Unterführung und haben selten eine Länge über 20 m; Rohrleitungen dagegen sind i.d.R. wesentlich länger und dienen zur „oberirdischen Flurbereinigung“ oder z.B. zum Anschluss von Binnen-EZG an Vorfluter. Rohrleitungen werden i.d.R. mit einem Kreisprofil ausgeführt, während Durchlässe auch z.B. als Rechteck-, Ei (Ellipsen)- oder Trapezprofil ausgeführt werden. Düker sind „Druckleitungen“ mit Absturz- und Aufstiegshöhe in unterschiedlichen Profilformen. Brücken werden je nach Bauweise als Durchlässe oder Kreuzungsbauwerke gehalten. Brücken werden nicht als gesondertes Thema erfasst, sondern entweder als Durchlässe oder als Kreuzungsbauwerke abgebildet. Die Unterscheidung erfolgt nach der Bauweise wie folgt: - Brücke als Durchlass: Einbau in das Gewässerprofil; im Bereich der Brücke ist der lichte Raum durch das Durchlassprofil beschrieben - Brücke als Kreuzung: Brückenbauwerk oberhalb Gewässer (z.B. A20 Talbrücke über Warnow); im Bereich der Brücke ist der lichte Raum (oberhalb des Gewässerbetts) nur mit erweiterten Profilangaben beschreibbar -> offenes Gerinne mit Gewässerausbaudaten.
Gewässerunterhalter (GU) unterscheiden zur Gewässerführung in nichtoffenen Gerinnen Rohrleitungen, Durchlässe und Düker. Rohrleitungen und Durchlässe sind Elemente, die sich in Länge und Funktion unterscheiden: Durchlässe dienen i.d.R. zur Unterführung und haben selten eine Länge über 20 m; Rohrleitungen dagegen sind i.d.R. wesentlich länger und dienen zur „oberirdischen Flurbereinigung“ oder z.B. zum Anschluss von Binnen-EZG an Vorfluter. Rohrleitungen werden i.d.R. mit einem Kreisprofil ausgeführt, während Durchlässe auch z.B. als Rechteck-, Ei (Ellipsen)- oder Trapezprofil ausgeführt werden. Düker sind „Druckleitungen“ mit Absturz- und Aufstiegshöhe in unterschiedlichen Profilformen. Brücken werden je nach Bauweise als Durchlässe oder Kreuzungsbauwerke gehalten. Brücken werden nicht als gesondertes Thema erfasst, sondern entweder als Durchlässe oder als Kreuzungsbauwerke abgebildet. Die Unterscheidung erfolgt nach der Bauweise wie folgt: - Brücke als Durchlass: Einbau in das Gewässerprofil; im Bereich der Brücke ist der lichte Raum durch das Durchlassprofil beschrieben - Brücke als Kreuzung: Brückenbauwerk oberhalb Gewässer (z.B. A20 Talbrücke über Warnow); im Bereich der Brücke ist der lichte Raum (oberhalb des Gewässerbetts) nur mit erweiterten Profilangaben beschreibbar -> offenes Gerinne mit Gewässerausbaudaten.
Gewässerunterhalter (GU) unterscheiden zur Gewässerführung in nichtoffenen Gerinnen Rohrleitungen, Durchlässe und Düker. Rohrleitungen und Durchlässe sind Elemente, die sich in Länge und Funktion unterscheiden: Durchlässe dienen i.d.R. zur Unterführung und haben selten eine Länge über 20 m; Rohrleitungen dagegen sind i.d.R. wesentlich länger und dienen zur „oberirdischen Flurbereinigung“ oder z.B. zum Anschluss von Binnen-EZG an Vorfluter. Rohrleitungen werden i.d.R. mit einem Kreisprofil ausgeführt, während Durchlässe auch z.B. als Rechteck-, Ei (Ellipsen)- oder Trapezprofil ausgeführt werden. Düker sind „Druckleitungen“ mit Absturz- und Aufstiegshöhe in unterschiedlichen Profilformen. Brücken werden je nach Bauweise als Durchlässe oder Kreuzungsbauwerke gehalten. Brücken werden nicht als gesondertes Thema erfasst, sondern entweder als Durchlässe oder als Kreuzungsbauwerke abgebildet. Die Unterscheidung erfolgt nach der Bauweise wie folgt: - Brücke als Durchlass: Einbau in das Gewässerprofil; im Bereich der Brücke ist der lichte Raum durch das Durchlassprofil beschrieben - Brücke als Kreuzung: Brückenbauwerk oberhalb Gewässer (z.B. A20 Talbrücke über Warnow); im Bereich der Brücke ist der lichte Raum (oberhalb des Gewässerbetts) nur mit erweiterten Profilangaben beschreibbar -> offenes Gerinne mit Gewässerausbaudaten.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 303 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 8 |
| Land | 305 |
| Weitere | 24 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 145 |
| Zivilgesellschaft | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 4 |
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 263 |
| Hochwertiger Datensatz | 7 |
| Kartendienst | 1 |
| Taxon | 9 |
| Text | 130 |
| Umweltprüfung | 175 |
| unbekannt | 23 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 289 |
| Offen | 291 |
| Unbekannt | 14 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 581 |
| Englisch | 54 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 40 |
| Bild | 33 |
| Datei | 19 |
| Dokument | 185 |
| Keine | 278 |
| Unbekannt | 2 |
| Webdienst | 2 |
| Webseite | 109 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 382 |
| Lebewesen und Lebensräume | 516 |
| Luft | 253 |
| Mensch und Umwelt | 588 |
| Wasser | 594 |
| Weitere | 574 |