Das Projekt "Quantifizierung der Gerinnespeicherung von kohäsiven Feinpartikeln im Verlauf von künstlich erzeugten Hochwasserwellen und stationären Trockenwetterrandbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Trier, Fachbereich VI Raum- und Umweltwissenschaften, Fach Hydrologie durchgeführt. Kohäsive Feinpartikel sind potentielle Träger von anorganischen und organischen Schadstoffen und spielen eine entscheidende Rolle beim Stoffaustausch zwischen Wasserkörper, Schwebstoff und Sediment. Daher ist die Kenntnis der Depositionsdynamik dieser Feinpartikel ein wichtiger Baustein für ein effizientes Sedimentmanagement und eine physikalisch basierte Modellierung des Schadstofftransfers in Fließgewässern. Es überrascht jedoch, dass sich Untersuchungen zum Transport- und Sedimentationsverhalten kohäsiver Partikel bisher häufig auf definierte stationäre Randbedingungen im Labormaßstab und Trockenwetterbedingungen im Gelände konzentrieren. Weitgehend ungeklärt ist hingegen das Verhalten von Feinpartikeln und deren Speicherung im Gerinnebett während der dynamischen Phase von Hochwasserereignissen. Um die im Gerinne ablaufenden Prozesse weitgehend unabhängig von den Einzugsgebietsprozessen zu untersuchen hat sich in unserer Arbeitsgruppe seit nunmehr über 10 Jahren ein Ansatz mit künstlich generierten Hochwasserwellen bewährt. Es ist ein genereller Vorteil von solchen Geländeexperimenten, dass einzelne steuernde Größen ausgeschlossen oder gezielt kontrolliert werden können. Außerdem ist ein solcher Ansatz eine Voraussetzung, um die Aussagekraft experimentell gewonnener Laborergebnisse zur potentiell hohen Feinpartikel-Retention in Sand- und Kiessedimenten in einem natürlichen System zu validieren. Das übergeordnete Ziel des hier beantragten Projekts ist es, die Gerinnespeicherung kohäsiver Feinpartikel in einem natürlichen System bei variierenden hydrologisch-hydraulischen Randbedingungen zu quantifizieren. Zu diesem Zweck werden standardisierte Feinpartikeltracer (Kaolinit, d50 = 2ìm, ñ = 2,6 g/cm3) sowohl im Verlauf von künstlich generierten Hochwasserwellen als auch während stationärer Trockenwetterbedingungen in einen Mittelgebirgsbach induziert. Die Retention und Sedimentation der eingegebenen Feinpartikel wird gezielt in kleinräumig variierenden Flussbettstrukturen (Hyporheische Zone, Stillwasserzonen, Gerinnerandbereiche, Riffle-Pool-Sequenzen) und für einzelne Gerinneabschnitte erfasst. Die Quantifizierung der Speicherung erfolgt mit bereits erprobten Resuspensionstechniken und Sedimentfallen sowie einer in Pilotprojekten erfolgreich getesteten Tracerfrachtberechnung mittels FTIR-DRIFT Spektroskopie an mehreren Basismessstationen im Längsprofil. In einem interdisziplinären Forscherverbund mit Kollegen des 'Hydraulics Laboratory' und des 'Dept. of Civil Engineering' der Universität Gent, der 'Ecosystem Management Research Group, Dept. of Biology' der Universität Antwerpen und des 'Dept. of Hydrology and Hydraulic Engineering' der Freien Universität Brüssel in Belgien wird darüber hinaus die Transport- und Speicherdynamik der Feinpartikel mit der neuen, FORTRAN basierten Modellierungssoftware 'FEMME' ('Flexible Environment for Mathematically Modelling the Environment') abgebildet.
Das Projekt "Simulation von Hochwasser im Einzugsgebiet der Oder mit einem gekoppelten Modellsystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH - Institut für Küstenforschung durchgeführt. Im Rahmen einer engen Zusammenarbeit zwischen deutschen (GKSS, DLR) und polnischen (IMGW und MRI) Arbeitsgruppen soll nunmehr ein Modellsystem zur Simulation von Hochwasser im Einzugsgebiet der Oder entwickelt und angewendet werden. Die Simulation mit den Modellsystemen umfassen folgende Bereiche: A) Analyse eines Hochwassers in der oberen und mittleren Oder (IMGW); B) Simulation der Ausbreitung einer Hochwasserwelle (MRI und GKSS); C) Simulation der Ausbreitung eines Hochwassers in Stadtgebieten (DLR) und in Niederungsgebieten (GKSS). Parallel wird eine Untersuchung zum Stand der operationellen Hochwasservorhersage und des Wasserbewirtschaftungssystems im Einzugsgebiet der Oder durchgefuehrt, deren Ergebnisse in die Auswahl der Szenarien und in die Modellentwicklung einfliessen. Ein wichtiges Anliegen der Projektpartner ist die Einbindung von potentiellen Nutzern des Modellsystems (z.B. LUA Brandenburg, Stadt Frankfurt/Oder) in das Projekt.
Das Projekt "Der partikelgebundene Schadstofftransport bei Hochwasserwellen - Die Varianz zwischen Hochwasserwellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Trier, Fachbereich VI Raum- und Umweltwissenschaften, Fach Hydrologie durchgeführt. Worin liegen die Unterschiede zwischen einzelnen Hochwasserreaktionen? Gibt es 'typische Gruppen' innerhalb dieser Ereignisse? Wie geht der partikelgebundene Schadstofftransport vonstatten? Wo liegen die Quellen der Schadstoffe? Gibt es 'Muster' in den Darstellungen der Chemographen?
Das Projekt "Dezentraler, integrierter und grenzübergreifender Hochwasserschutz in den deutsch-tschechischen Einzugsgebieten der Kammlagen des Mittleren Erzgebirges (DINGHO)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Geographische Wissenschaften, Fachrichtung 4 Angewandte Geographie, Umwelthydrologie und Ressourcenmanagement durchgeführt. Hauptziel des Forschungsvorhabens ist die Verbesserung des Hochwasserschutzes sowie die Verminderung des Gefahrenpotenzials durch Hochwasser in den Kammlagen des Mittleren Erzgebirges. Auf Grundlage einer Niederschlag-Abfluss-Modellierung sollen Maßnahmen zum dezentralen Hochwasserschutz abgeleitet werden. Zentrale Fragen der Studie: 1. Sind in den Kammlagen des Mittleren Erzgebirges die vorhandenen Potenziale zum dezentralen Hochwasserschutz ausreichend, um die Hochwasserwelle effektiv zu dämpfen und das Risikopotenzial maßgeblich zu mindern? 2. Welche besonderen Potenziale für den Hochwasserschutz besitzen die forstwirtschaftlich genutzten Flächen? 3. Kann angesichts des grenzüberschreitenden Charakters der Einzugsgebiete Hochwasserschutz in einer konzentrierten und koordinierten Weise über den gesamten Flussraum bewältigt werden? 4. Kann eine fachübergreifende und bilaterale Zusammenarbeit das Niveau auf dem Gebiet der Umsetzung von Hochwasserschutzmaßnahmen noch weiter verbessern?