Die im Geschäftsbereich Labore durchgeführte Wasser-, Boden- und Sedimentanalytik umfasst folgende Leistungen: - Erhebung physikalischer, chemischer und biologischer Daten in Wassermessnetzen einschließlich Bewertung der Gewässergüte, - Sedimentuntersuchungen, - Gewinnung chemischer und physikalischer Analysedaten im Rahmen von Bodenmessnetzen, -monitoring und -kartierung, - chemische und physikalische Boden- und Gesteinsuntersuchungen für die geologische Landesaufnahme, - Organisation externer Ringversuche im Rahmen des Qualitätsmanagements für Privatlabore nach Vorgaben der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA). Die Grundwasserproben werden auf Grundlage der Messnetzkonzeptionen durch den Geschäftsbereich "Messnetze" (GB 3) entnommen. Die Probenahme von Feststoffen erfolgt in Verantwortung des LfULG (Fachbereiche Boden und Geologie). Neben dem Zentrallabor in Nossen stehen desweiteren die Gewässergütelabore in Chemnitz, Bad Düben und Görlitz zur Verfügung. Zusätzlich werden kontinuierlich Messdaten in den automatischen Gewässergütemessstationen in Schmilka, Zehren, Dommitzsch, Bad Düben und Deutsch-Ossig erhoben.
Die Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Wasserstraßen ist ein wichtiger Baustein für die Verbesserung der Infrastruktur in Deutschland. Dafür werden Kanäle für große Schiffe, wie das Großmotorgüterschiff, ausgebaut. Die Wasserstraßen werden vertieft, der Wasserspiegel verbreitert und die Durchfahrtshöhe unter den Brücken vergrößert. Dabei werden auch die Böschungs- und Sohlensicherungen erneuert, damit sie stabil gegen die zunehmende hydraulische Beanspruchung aus der modernen Schifffahrt sind. Vordringliche Projekte sind derzeit der Rhein-Herne-Kanal, die Südstrecke des Dortmund-Ems-Kanals, die Weststrecke des Datteln-Hamm-Kanals und die Oststrecke des Nord-Ostsee-Kanals. Die Abteilung Geotechnik der BAW begleitet Planung und Durchführung des Ausbaus dieser Wasserstraßen. Grundlage der Planung und Ausführung jeglicher Ausbaumaßnahmen ist die Erstellung des Baugrundgutachtens. Es liefert die bodenmechanischen Kennwerte und die geotechnischen Empfehlungen für die Umsetzung. Zunächst stellt die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes als Auftraggeber Bestands- und Ausbauunterlagen sowie Angaben zu Belastungsgrößen und zukünftige Nutzungsanforderungen zur Verfügung. Die BAW führt eine historische Erkundung durch, sichtet vorhandene Baugrundgutachten und führt vor Ort eine Bestandsaufnahme der Wasserstraße durch. Im nächsten Schritt wird das Programm der Baugrunduntersuchungen aufgestellt. Lage, Anzahl und Tiefe der Bohrungen und Sondierungen werden hier festgelegt. Das ausführende Amt erstellt daraus die Ausschreibung für die Erkundungsarbeiten und vergibt sie an ein fachkundiges Bohrunternehmen. Vor Beginn der Bohrarbeiten ist vom Bauherrn eine Kampfmittelfreimachung zu veranlassen und eine Gefährdungsanalyse aufgrund möglicher Altlasten einzuholen. Die Erkundungsarbeiten werden bei Bedarf stichprobenartig von der BAW hinsichtlich der fachgerechten Ausführung überwacht. Während der Aufschlussarbeiten werden aus den Bohrungen Grundwasserproben entnommen und untersucht. Sind aggressive Substanzen vorhanden, ist dies bei der Planung der Gründungselemente aus Beton, Zementmörtel oder Stahl zu berücksichtigen. Das Bauteil kann damit entsprechend geschützt und die Dauerhaftigkeit des Bauwerks gewährleistet werden. Nach den Bohrarbeiten werden die Bohrkerne im geotechnischen Labor der BAW geologisch und bodenmechanisch angesprochen und fotografisch dokumentiert. Anhand bodenmechanischer Versuche werden der Boden normgerecht klassifiziert und die Bodenkennwerte bestimmt, die dann in geotechnische Berechnungen einfließen. Im Baugrundgutachten wird der ermittelte Baugrundaufbau beschrieben und in Längsschnitten dargestellt. (Text gekürzt)
Im Zuge des U-Bahn-Baues werden zur Unterfangung von Gebaeuden Injektionen vorgenommen. Diese Injektionsmittel enthalten starke Laugen und organische Haerter. Untersucht wird der Einfluss dieser chemischen Mittel auf das Grundwasser. Es werden regelmaessig Grundwasserproben in der Naehe und in weiteren Abstaenden von den Injektionsstellen gezogen und untersucht. Untersucht werden: BSB 5, (=Biochemischer Sauerstoffbedarf), Chlorid CSB (= Chemischer Sauerstoffbedarf), Kaliumpermanganatverbrauch, pH-Wert, Abdampfrueckstand, Sauerstoffgehalt, teilweisem- und p-Wert, Leitfaehigkeit, Sulfatgehalt, Gesamthaerte, Karbonathaerte, Calcium, Magnesium, Ammonium, Nitrat, Phosphat und bei besonderem Verdacht weitere Kennwerte.
Untersuchung der Veraenderungen der Wasserqualitaet von Baggerseen in der Oberrheinebene sowie ihre Auswirkungen auf das Grundwasser und den Wasserhaushalt. Untersuchung von 42 Baggerseen der Oberrheinebene. Regelmaessige Beobachtung der Grundwasserstaende und Untersuchung von See- und Grundwasserproben an 5 ausgewaehlten Baggerseen. Einrichtung eines Testsees fuer eingehende Untersuchungen mit umfangreichem Messnetz. Monatliche limnologische Untersuchungen des Testsees und benachbarter Grundwassermessstellen.
In tidebeeinflussten Ästuaren werden die Grundwasserverhältnisse durch die Tidedynamik sowie durch die Salzgehalte der Küstengewässer und Kanäle geprägt. Um die Auswirkungen verkehrswasserbaulicher Maßnahmen sowie wasserwirtschaftlicher Eingriffe belastbar prognostizieren zu können, sind Felduntersuchungen sowie numerische Modellberechnungen vorgesehen. Aufgabenstellung und Ziel Die Wechselwirkungen zwischen Oberflächengewässern und Grundwasser werden grundsätzlich von den hydrologischen und hydrogeologischen Randbedingungen beeinflusst. Des Weiteren spielen auch die Gewässerstruktur, die Substratzusammensetzung der Gewässersohle und die Stratigraphie des angeschnittenen Grundwasserleiters wichtige Rollen. In den tidebeeinflussten Ästuaren der deutschen Nordseeküste werden die Grundwasserverhältnisse zusätzlich durch die Tidedynamik, die Salzgehaltsentwicklung sowie den Schwebstoff- und Sedimenthaushalt geprägt. Die tideinduzierten Wasserstandsänderungen im Ästuar führen zu einem stark instationären Grundwasserströmungsfeld, dessen Ausdehnung auf Uferseite einige hundert Meter betragen kann. Dabei findet ein ständiger Wechsel zwischen infiltrierenden und exfiltrierenden Grundwasserverhältnissen statt (Führböter 2004). Ein Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verbesserung des grundlegenden Verständnisses dieses komplexen Systems und die Identifizierung relevanter Parameter für den Austausch zwischen Ästuar und Grundwasserkörper. Die Auswirkungen von z. B. Änderungen der Tidedynamik, anthropogenen Eingriffen in den Wasserhaushalt oder durch den Klimawandel hervorgerufenen Veränderungen der hydrologischen Randbedingungen auf das Grundwasserströmungsregime und die Beschaffenheit im Ästuarbereich können so besser prognostiziert werden. Es werden hierzu Methoden und Ansätze entwickelt, die Einblicke in die Austauschvorgänge im Gewässerbett geben und helfen, bestehende Ansätze zur Folgenabschätzung zu verbessern. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Erfahrungen bei WSV-Projekten an Ems, Weser und Elbe zeigen - sowohl im Zusammenhang mit den Genehmigungsverfahren als auch bei der Ausführung der Vorhaben - die hohe Bedeutung der Thematik Wechselwirkungen zwischen Oberflächenwasser und Grundwasser für die naturschutzfachliche und wasserwirtschaftliche Bewertung der Maßnahmen. Insbesondere durch maßnahmenbedingte Veränderungen der Tidedynamik und durch Eingriffe in den Schwebstoff- und Sedimenthaushalt der Ästuare können Änderungen der Grundwasserströmungssituation und der Grundwasserbeschaffenheit in den Ästuargebieten nicht ausgeschlossen werden. Aufgrund der komplexen Wechselwirkungen zwischen Oberflächengewässern und Grundwasser in den Ästuarbereichen lassen sich die Folgewirkungen von verkehrswasserbaulichen Ausbau- und Unterhaltsmaßnahmen auf die quantitativen und qualitativen Grundwasserverhältnisse derzeit nur eingeschränkt prognostizieren und bewerten. Das FuE-Vorhaben soll eine wissenschaftlich fundierte Grundlage bilden, um zukünftig belastbarere Prognosen zu ermöglichen und somit die Genehmigungsverfahren hinsichtlich der erforderlichen Aussagen zum Grundwasser gezielt zu unterstützen. Außerdem ist zu erwarten, dass auf der Grundlage der Untersuchungsergebnisse die Beweissicherungskonzepte wirtschaftlicher und zielführender gestaltet werden können. Untersuchungsmethoden Im Rahmen des Projekts wurden Grundwasserproben untersucht. Das Wasser dieser Proben setzt sich nicht zu gleichen Anteilen aus Wasser aus allen Tiefenbereichen der Filterstrecke des jeweiligen Brunnens zusammen, da die Durchlässigkeit des umgebenden Aquifers vertikal (und horizontal) variiert. Dies muss unter Umständen bei der Interpretation von Ergebnissen, die auf Grundwasserproben basieren, berücksichtigt werden. Für die Identifizierung von im Verhältnis durchlässigeren Tiefenbereichen, die proportional mehr Wasser zur Probe „beisteuern“, können Flowmeter zum Einsatz kommen. (Text gekürzt)
Der Frankfurt International Airport ist der größte deutsche Flughafen und eines der weltweit bedeutendsten Luftfahrtdrehkreuze. Auf einer Fläche von ca. 200 ha (20 km2) haben sich hier die unterschiedlichsten Firmen angesiedelt. Die Fraport AG, der Betreiber des Flughafens, ist verpflichtet nachzuweisen und sicherzustellen, dass der Flughafen, sowie alle auf dem Gelände stattfindenden Aktivitäten wie beispielsweise Betankung und Enteisung der Flugzeuge, das Grundwasser der Region nicht negativ beeinflussen. Um dieser Verpflichtung nachzukommen werden auf dem Flughafengelände sowohl regelmäßig Grundwasserproben entnommen und analysiert, als auch die Daten der auf dem Gelände installierten Multiparameter-Logger ausgewertet. Die von verschiedenen beteiligten Firmen (Labore, Ingenieurbüros, Flughafenpersonal) gesammelten Daten werden online in GW-Base importiert. Die für die Überwachung zuständigen Behörden als auch der örtliche Wasserversorger haben, um eine schnelle Reaktion bei eventuellen Verunreinigungen zu gewährleisten, mit GW-Base direkten online Datenzugriff.
In Deutschland müssen Mülldeponien das Grundwasser unter und um die Fläche der Deponie überwachen und regelmäßig an die zuständige Umweltbehörde berichten. Deponiebetreiber sind verpflichtet aufzuzeigen, dass unter der Deponie das Grundwasser nicht stark beeinträchtigt wird. Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden mittels Grundwasser-Messstellen regelmäßig Proben entnommen, geprüft und dokumentiert. Der Deponienbetreiber EZS Salzgitter verwendet GW-Base, um alle im Rahmen der Grundwasserüberwachung anfallenden Daten effizient zu verwalten und den Berichtsanforderungen der Behörden zu entsprechen. Die vielen Auswertungsmöglichkeiten, die GW-Base für das Grundwassermanagement bietet, ermöglichen eine umfassende Übersicht zur Grundwasserqualität. Veränderungen werden statistisch angezeigt und dank der vielseitigen Darstellungsmöglichkeiten aussagekräftig grafisch visualisiert.
Kohlenstofftransport und dessen Umwandlungen in Flüssen sind wichtige Indikatoren für Landnutzung, Verwitterung und Klimaeffekte. Solche Kohlenstoffsystematiken zeigen auch die ökologische Gesundheit von Flüssen und ihren Einzugsgebieten in integraler Art an. In diesem Zusammenhang sind starke CO2 Ausgasungen von Flüssen eine globale Unsicherheit, die bislang hauptsächlich für große Flusssysteme abgeschätzt wurden. Kleinere Flüsse wurden jedoch mit dieser Fragestellung bislang kaum untersucht. Insbesondere treffen solche Untersuchungslücken für kleinere Flusseinzugsgebiete zu, die direkt in den Ozean entwässern. Wir schlagen eine neue Studie zu Kohlenstoffumwandlungen im tropischen Deduro Oya Einzugsgebiet in Sri Lanka vor. Diese Studie würde auch neue Erkenntnisse in die Funktionsweise eines tropischen und Silikat-dominierten Einzugsgebietes in Bezug auf Kohlenstoffumwandlungen liefern. Darüber hinaus, soll die Arbeit Einflüsse typischer regionaler Landwirtschaftspraktiken, wie Reisanbau, untersuchen. Dieser hat wahrscheinlich starke Einflüsse auf Umwandlungen von Kohlenstoff in Flüssen. Untersuchungen anderer Faktoren, wie Einflüsse von Stauseen und vielzähliger kleiner Wasserspeicher entlang des Flusses sowie Einträge von Abwässern dieses vom Monsun beeinflussten Systems sind auch vorgesehen. Geplante geochemische Methoden umfassen Konzentrationsanalysen von gelösten und partikulären Kohlenstoffphasen (DOC, DIC und POC) zusammen mit ihren stabilen Kohlenstoffverhältnissen an Fluss- und Grundwasserproben. Diese sollen mit Geländeparametern, stabilen Isotopen des Wassers und Haupt- sowie Spurenelementuntersuchungen kombiniert werden. Zu erwartende Daten ermöglichen auch die Modellierung von CO2 Ausgasungen aus der Wasserphase. Ähnliche Ansätze haben an anderen Gewässeruntersuchungen dazu beigetragen, Einflüsse von natürlichen und anthropogenen Kohlenstoffbilanzen mit wichtigen Faktoren wie Photosynthese und Respiration zu differenzieren. Übertragen auf das Deduru Oya Einzugsgebiet können diese Techniken dazu beitragen, ein bislang kaum bekanntes Endglied von Flussfunktionsweisen im Zusammenhang mit terrestrischen Kohlenstoffzyklen zu definieren.
Grossraeumige, stockwerkbezogene, hydrochemische Untersuchungen an repraesentativen Grundwasserproben, z.t. im 3-monatigen Turnus, zur Schaffung von Vergleichswerten, sowie zur Beobachtung zeitlicher und raeumlicher Aenderungen.
Das Forschungsvorhaben soll dazu beitragen zu klaeren, welchen Veraenderungen die Vegetation von unter Schutz stehenden Feuchtgebieten langfristig unterliegt (ungelenkte Sukzession). Zur Klaerung moeglicher Ursachen werden die Nutzungsgeschichte, Daten der naechstgelegenen Klima- und Luftimmissionsstationen, die chemische Zusammensetzung regelmaessig entnommener Quell- und Grundwasserproben sowie die Naehrstoffvorraete im Boden ausgewertet. Die Vegetation wird in 3-5jaehrigen Abstaenden auf 2 x 2 m grossen Teilflaechen entlang von 50-100 m langen Beobachtungstransekten dokumentiert. Insgesamt werden 5 vermoorte Maare der Vulkaneifel, 5 waldfreie und 8 locker bewaldete Quellmoore des Hunsrueck und der Schneifel untersucht. Erste Ergebnisse zeigen den starken Einfluss von Klimaschwankungen, sekundaere Sukzessionsprozesse nach Nutzungsaufgabe sowie Wirkungen anthropogener Stoffeintraege (Versauerung, Eutrophierung).
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