Die jahreszeitliche Variabilität der globalen Meereisbedeckung ist eine wichtige Komponente des globalen Klimas. Jedoch ist der kleinskalige Einfluss des Meereises in globalen Klimamodellen bis heute nur unzureichend beschrieben. Dieser Antrag hat daher das Ziel, die physikalischen (P) und bio-geo-chemischen (BGC) Schlüsselprozesse im Meereis mit einem hochaufgelösten Zweiskalenmodell mathematisch zu beschreiben. Die Ergebnisse können dann parametrisiert in globale Klimamodelle (GCMs) einfließen, sodass eine verbesserte Prognosefähigkeit erreicht wird.Die Ozeanerwärmung wird die Mikrostruktur des Meereises erheblich verändern. Wir entwickeln daher ein P-BGC-Modell einer antarktischen Meereisscholle, um die komplexen gekoppelten Zusammenhänge zwischen Eisbildung, Nährstofftransport, Salinität und Solekanalverteilung, Photosynthese und Karbonatchemie mathematisch zu beschreiben. Damit simulieren wir verschiedene Szenarien der Meereisbildung und ihrer Auswirkungen auf das Wachstum von Meereisalgen, die einen großen Einfluss auf den vertikalen Kohlenstoff-Export (biologische Kohlenstoffpumpe) besitzen.Damit leistet dieses Projekt einen wesentlichen Beitrag zum Forschungsschwerpunkt ‘3.2.D - Verbessertes Verständnis der polaren Prozesse und Mechanismen’ bei. Im Einzelnen gehen wir auf drei übergeordnete Ziele ein:Schritt 1: Beschreibung der Meereisstruktur Wir verwenden ein gekoppeltes Zweiskalenmodell, mit dem relevante Aspekte des Gefrierens und Schmelzens im Zusammenhang mit Deformation, Salinität und Soletransport beschrieben werden. Auf der Makroebene dient dafür eine kontinuumsmechanische Beschreibung im Rahmen der erweiterten Theorie poröser Medien (eTPM). Damit können über einen gekoppelten Gleichungssatz partieller Differentialgleichungen (PDE) Deformations-, Transport und Reaktionsprozesse beschrieben werden. Für das physikalische Phänomen der Phasentransformation zwischen Wasser und Eis dient das Phasenfeldmodell (PF) als Mikromodell, welches ebenfalls aus gekoppelten PDEs besteht. Daraus resultiert eine PDE-PDE Kopplung.Schritt 2: Kopplung mit dem erweiterten RecoM2 Modul als Mikromodell Damit können die BGC Phänomene beschrieben werden. Das RecoM2 Modul besteht aus einem Gleichungssystem gewöhnlicher Differentialgleichungen, sodass hier eine PDE-ODE Kopplung zu einem P-BGC Modell erfolgt. Schritt 3: Bewertung der Modellansätze Dies beinhaltet die Verifizierung und Validierung des kombinierten P-BGC-Modells mittels Literatur- sowie experimenteller Daten. Für die Verwendung des hochaufgelösten zweiskaligen P-BGC Modells in globalen Klimamodellen muss die Berechnungseffizienz gesteigert werden. Zu diesem Zweck werden Reduzierte-Basis-Modell (ROM) zur Erzeugung von Surrogaten des Vollen-Basis-Modells (FOM) eingesetzt, die die Modellkomplexität verringern, z.B. durch datengetriebene Machine-Learning (ML)-Techniken oder “Generalized Proper Decomposition” (GPD).
Ziel dieses Projektes ist die Beschreibung von Strömungsmustern über ästuarinen Bodenformen anhand von Rinnenexperimenten und numerischen Simulationen. Bodenformen (Riffel und Dünen) sind weitverbreitete Bestandteile von Flüssen, Ästuaren, Küstengewässern- und Tiefseegebieten. Bodenformen liefern Hinweise auf Richtung und Stärke von Sedimenttransportprozessen, haben einen starken Einfluss auf die über ihnen liegende Strömung und sind zudem von großer sozioökonomischer Bedeutung, z. B. hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Schiffbarkeit der Gewässer. In vielen Ästuaren bilden sich aufgrund der starken Hydrodynamik und der hohen Verfügbarkeit von sandigen Sedimenten große Bodenformfelder. Die Strömung über diesen Bodenformfeldern unterscheidet sich grundlegend von der Strömung über den bekannten, dreieckigen Bodenformen mit einem Neigungswinkel von 30°, die bisher im Fokus von Labor- und numerischen Modellierungsstudien standen. Ästuarine Bodenformen sind hauptsächlich flachgeböschte Dünen mit mittleren Luvwinkeln von 5 bis 20°. Die Strömungseigenschaften über derartigen, flachen Winkeln sind derzeit nicht genau bekannt. So ist zum Beispiel der Zusammenhang zwischen der Neigung der Leeböschung und dem Vorhandensein oder Fehlen einer intermittierenden oder permanenten Strömungsablösung noch nicht ausreichend verstanden. Außerdem haben ästuarine Dünen ein relativ flaches Tal und steile Böschungen in der Nähe des Kammes, während Flussdünen einen flachen Kamm und in der Nähe des Tals steile Böschungen haben. Die Auswirkungen dieses Unterschieds in der Dünenmorphologie auf die Strömung sind derzeit noch unbekannt. Darüber hinaus wurde der Zusammenhang zwischen einer sich in der Richtung ändernden Gezeitenströmung und der natürlichen Morphologie von Dünen, einschließlich der dreidimensionalen Variationen, noch nicht im Detail untersucht.Im Rahmen der vorgeschlagenen Studie werden mehrere Versuchsreihen in einer großen Laborrinne durchgeführt, um die Strömungseigenschaften (Geschwindigkeit und Turbulenz) über an Ästuardünen angelehnten Modelldünen aus Beton zu charakterisieren. Basierend auf Feldmessungen von Bodenformen in der Weser werden drei Dünenformvarianten untersucht: Steilgeböschte asymmetrische Dünen, flachgeböschte asymmetrische Dünen und flachgeböschte symmetrische Dünen. Darüber hinaus werden hochauflösende numerische Simulationen der Strömung über dreidimensionalen Bodenformfeldern die Rinnenexperimente ergänzen. Mithilfe der Modellsimulationen ist es möglich, die Geschwindigkeitsstrukturen der Gezeitenströmung und die Turbulenzstrukturen über natürlichen, in der Weser vorkommenden Dünenfeldern zu bestimmen. Die Ergebnisse dieses Projekts tragen zu einem besseren Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen ästuarinen Dünen und der Gezeitenströmung bei und erlauben eine bessere Parametrisierung der kleinräumigen Prozesse in großräumigen hydro- und morphodynamischen Modellen.
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.
Das Forschungsprojekt ist Teil einer in groesserem Rahmen erfolgenden systemanalytischen Betrachtung von Wildbacheinzugsgebieten. In diesem Kontext lautet die uebergeordnete Fragestellung: Wie reagieren hydrologische und geomorphologische Prozesse in Wildbacheinzugsgebieten auf Umwelt- und Klimaveraenderungen? Innerhalb des NFP 31 ergibt sich folgendes Konzept: In den fuer langfristige Beobachtungen und Messungen ausgeruesteten Wildbacheinzugsgebieten Rotenbach/Schwarzsee und Erlenbach/Alptal (WSL) sowie im vergleichsweise wesentlich steileren Einzugsgebiet Spissibach/Leissigen (GIUB) werden einerseits wichtige hydrologische und geomorphologische Prozesse in repraesentativen, verschieden ausgestatteten Hang- und Gerinnesequenzen gezielt untersucht und andererseits anhand bestehender Datensaetze kleinere und groessere Hochwasserereignisse mit ihrer Vorgeschichte ausgewertet. Bestehende Modellansaetze werden zur Entwicklung von Teilmodellen zur 'Abflussbildung' und zur 'Feststofflieferung' weitgehend uebernommen und wo noetig angepasst. Diese beiden Teilaspekte werden in der praktischen Durchfuehrung weitgehend gemeinsam und synoptisch bearbeitet. In der Synthese soll ein vorlaeufiges 'Gesamtmodell Wildbach' formuliert werden, das relevante Vorgaenge im Wildbachgeschehen unter heutigen Bedingungen beschreibt. Mit Hilfe dieses Modells und der einzelnen Teilmodelle soll die Sensitivitaet von Teilsystemen und des Gesamtsystems auf Aenderungen des Witterungsablaufs und der Umwelt untersucht werden, wobei auf vorzugebenden Klima- und Umweltszenarien basiert wird.
Die Gemeinde Benningen beantragte mit Unterlagen vom 01.12.2026 die Erteilung einer was-serrechtlichen Plangenehmigung für den ökologischen Ausbau des Riedbachs im Bereich des FFH-Gebietes „Benninger Ried“ auf dem Grundstück Fl.Nr. 365/9 der Gemarkung Benningen (im Bereich des Grundstücks Fl.Nr. 362 der Gemarkung Benningen. Es sollen Buhnen in den Ried-bach eingebaut werden, um das breite strukturarme Gewässerbett einzuengen, die Gewäs-serstruktur zu verbessern und variierende Strömungsbereich zu schaffen. Ferner sollen dadurch Feinsedimente künftig besser abtransportiert werden, was der ständigen Verschlammung des Gewässerlaufs entgegenwirken soll. Nach § 68 Abs. 1 WHG bedarf die Herstellung, die Beseitigung oder die wesentliche Umgestaltung von Gewässern oder ihrer Ufer (Gewässerausbau) der Planfeststellung/Plangenehmigung durch die zuständige Behörde.
Beurteilung und Bewertung der Interaktion von Oberflächenwasser (OW) und Grundwasser (GW) an Bundeswasserstraßen Mikroplastik soll als Indikator zur Beurteilung der Interaktion OW-GW untersucht und bewertet werden. Im Rahmen des Kooperationsvorhabens mit der Universität Potsdam und der BfG sind sowohl abklärende Laborversuche als auch Feldversuche vorgesehen. Aufgabenstellung und Ziel Kunststoffe haben heute vielfältige Einsatzbereiche in unserer Lebensumwelt und sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Mikroplastikpartikel (MPP) stellen einen neuartigen Umweltschadstoff dar, der ubiquitär in allen Umweltbereichen vorkommt. Bisher ist nur sehr wenig über das Umweltverhalten von MPP bekannt, das gesellschaftliche, wissenschaftliche und politische Interesse nimmt jedoch stetig zu. Die hohe Persistenz in der Umwelt stellt zwar eine große Herausforderung für die Reduktion dar, bietet aber gleichzeitig die Möglichkeit, MPP als künstlichen ubiquitären Tracer einzusetzen. Die Wechselwirkung zwischen Oberflächenwasser (OW) und Grundwasser (GW) wird neben den räumlich und zeitlich variablen hydrologischen Randbedingungen maßgeblich durch die geomorphologischen, geologischen und hydrogeologischen Eigenschaften der Gewässersohle bestimmt. Insbesondere die Verringerung der Durchlässigkeit in der Gewässersohle durch Kolmationsprozesse (z. B. Infiltration von Feinmaterial) gilt hierbei als Schlüsselgröße. Ein eindeutiger Nachweis einer dauerhaften Sohlenverdichtung an Bundeswasserstraßen konnte bisher jedoch nicht erbracht werden. Die besonderen Randbedingungen an Bundeswasserstraßen (u. a. Umlagerungs- und Durchmischungsvorgänge) können mit den geohydraulischen Standarduntersuchungsmethoden nicht ausreichend erfasst werden. Die an der BAW weiterentwickelte Gefrierkernmethodik ermöglicht eine räumlich hoch aufgelöste geohydraulische Charakterisierung (Strasser et al. 2015). Durch die ergänzende Messung der MPP-Verteilung im Sediment ist es möglich, Rückschlüsse auf die komplexen hydromorphologischen Prozesse im Gewässerbett während der letzten Jahrzehnte zu ziehen und in die geohydraulische Bewertung einzubeziehen. Ziel des FuE-Vorhabens ist es, aus der MPP-Tiefenverteilung Rückschlüsse auf die Austauschprozesse und die Hydrodynamik in der Gewässersohle von Bundeswasserstraßen zu ziehen und zukünftig die vorhabensbedingten Auswirkungen von wasserbaulichen Unterhaltungs-, Ausbau- und Renaturierungsmaßnahmen besser bewerten und prognostizieren zu können. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Die OW-GW-Interaktion an Bundeswasserstraßen kann durch Unterhaltungs-, Ausbau- und Renaturierungsmaßnahmen erheblich verändert werden. Die Auswirkungen der wasserbaulichen Maßnahmen auf die Gewässersohle und die Grundwasserverhältnisse können mit den vorhandenen Standardverfahren nicht hinreichend genau erfasst werden. Im Rahmen des FuE-Vorhabens soll ein vergleichsweise einfaches und kostengünstiges Prognose- und Bewertungsinstrument zur Erfassung der geohydraulischen Ausgangsbedingungen an der Gewässersohle entwickelt werden. Damit sollen die Einflüsse von wasserbaulichen Ausbau- und Unterhaltungsmaßnahmen auf den Wasser- und Stoffaustausch über die Gewässersohle und das Ufer besser untersucht und bewertet werden können. Dadurch können Konfliktpotenziale und wasserwirtschaftliche Anforderungen besser erkannt und ggf. reduziert werden. Darüber hinaus kann die Planungssicherheit von WSV-Projekten verbessert werden, was mit relevanten Zeit- und Kostenvorteilen verbunden ist.
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 | 302 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 7 |
| Land | 295 |
| Weitere | 24 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 144 |
| Zivilgesellschaft | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 4 |
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 262 |
| Hochwertiger Datensatz | 7 |
| Kartendienst | 1 |
| Taxon | 9 |
| Text | 130 |
| Umweltprüfung | 166 |
| unbekannt | 23 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 280 |
| Offen | 290 |
| Unbekannt | 14 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 571 |
| Englisch | 54 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 39 |
| Bild | 33 |
| Datei | 19 |
| Dokument | 177 |
| Keine | 276 |
| Unbekannt | 1 |
| Webdienst | 1 |
| Webseite | 111 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 376 |
| Lebewesen und Lebensräume | 506 |
| Luft | 252 |
| Mensch und Umwelt | 578 |
| Wasser | 584 |
| Weitere | 565 |