Das TrinkWave-Verbundvorhaben entwickelt neue Multibarrieren-Aufbereitungsprozesse für eine Wasserwiederverwendung auf Basis einer sequentiellen Grundwasseranreicherung. Erstmalig werden neue multidisziplinäre Bewertungsansätze für innovative Verfahrenskombinationen der Wasserwiederverwendung zur Stützung der Trinkwasserversorgung entwickelt und validiert. Schwerpunkte sind dabei die Inaktivierung von Pathogenen (insbesondere Viren) und Antibiotikaresistenzen, die Reduktion von gesundheitsrelevanten Indikatorchemikalien und Transformationsprodukten, die Entwicklung neuer Leistungsparameter für biologische Aufbereitungsverfahren sowie sozialwissenschaftliche Ansätze zur Risikokommunikation. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung von Handlungsempfehlungen für Genehmigungsbehörden und Planer. Das Projekt gliedert sich in sieben Arbeitspakete, einschließlich einer wasserrechtlichen Einordnung (AP 1), der Erarbeitung von Beurteilungskriterien (AP 2), der Entwicklung neuer Verfahrenskonzepte (AP 3), der Bewertung von Aufbereitungsverfahren (AP 4), einer Risikokommunikation (AP 5), einer ingenieurtechnischen Einordnung (AP 6) sowie der Projektleitung (AP 7). Zentrale Aufgaben der BGS UMWELT liegen im AP 3 in der grundwasserhydraulischen Auslegung der einzelnen Elemente des SMART-Verfahrens, insbesondere in der Dimensionierung und technischen Ausgestaltung der Sickerschlitzgräben. In Abhängigkeit von Durchflussmenge, Fließlänge und Aufenthaltszeit sind die Strömungsverluste zu optimieren. Weiterhin ist die Alterung im Betrieb zu quantifizieren, die über die Standzeit der Anlage und die Regenerationsintervalle entscheidet. Die bautechnische Ausführungsplanung führt BGS UMWELT u.a. gemeinsam mit den BWB durch. Im AP 7.3 wird BGS UMWELT die vielfältigen Kontakte mit Wasserversorgungsunternehmen und Beregnungsverbänden in Hessen, Bayern und Rheinland-Pfalz zu Verbreitung der Projektergebnisse nutzen.
Das Ziel des Sandwich-Vorprojekts besteht in der Planung eines großmaßstäblichen In-situ Experiments zu einem Verschlusssystem nach dem Sandwich-Prinzip im Mont-Terri-Felslabor, einschließlich Dimensionierung, Randbedingungen und Instrumentierung. Das Arbeitsprogramm umfasst die Definition der Erfordernisse an das Verschlusssystem, die Festlegung der Ziele des Experiments, die Vorbereitung eines Versuchsortes, die Materialauswahl für die Komponenten, die Auslegungsrechnungen für die Planung von Verschluss und Instrumentierung, die Festlegung der Bautechniken, der Instrumentierung sowie die Zeit- und Kostenplanung für das In-situ-Experiment, das im Anschluss an das Vorprojekt stattfinden soll. Das Projekt wird gemeinschaftlich von KIT-CMM und GRS zusammen durchgeführt. BGR, Swisstopo, ENSI und ENRESA nehmen mit Eigenmitteln als assoziierte Partner teil. Das Arbeitsprogramm ergibt sich unmittelbar aus den Zielen des Vorprojektes.
Das Ziel des Sandwich-Vorprojekts besteht in der Planung eines großmaßstäblichen In-situ Experiments zu einem Verschlusssystem nach dem Sandwich-Prinzip im Mont-Terri-Felslabor, einschließlich Dimensionierung, Randbedingungen und Instrumentierung. Das Arbeitsprogramm umfasst die Definition der Erfordernisse an das Verschlusssystem, die Festlegung der Ziele des Experiments, die Vorbereitung eines Versuchsortes, die Materialauswahl für die Komponenten, die Auslegungsrechnungen für die Planung von Verschluss und Instrumentierung, die Festlegung der Bautechniken, der Instrumentierung sowie die Zeit- und Kostenplanung für das In-situ-Experiment, das im Anschluss an das Vorprojekt stattfinden soll. Das Projekt wird gemeinschaftlich von KIT-CMM und GRS zusammen durchgeführt. BGR, Swisstopo, ENSI und ENRESA nehmen mit Eigenmitteln als assoziierte Partner teil. Das Arbeitsprogramm ergibt sich unmittelbar aus den Zielen des Vorprojektes.
Ein numerisches Bemessungswerkzeug zur sichereren technologischen Auslegung einer neuen in-situ-Enteisenungs- und Entmanganungstechnik zur Trinkwasseraufbereitung speziell für den russischen Markt soll weiterentwickelt und an gleichzeitig durchgeführten Feldtests kalibriert und validiert werden. Teilaufgaben sind: 1) Die Weiterentwicklung für hydraulisch komplexere Mehrbrunnen-Anlagen. Dies erfordert die Kombination bisheriger Programmbausteine mit weiteren Programmen, die die 2- / 3-dimensionale hydraulische Strömung im Einzugsbereich mehrerer aktiver Brunnen abbildet. 2) Die Erstellung einer graphischen Oberfläche, die den Nutzern die Dateneingabe, die Auswahl der Parameter auf Basis einer Datenbank und den Einsatz des Berechnungsprogramms erleichtert. 3) Feldtests mit einer existierenden Pilotanlage. Durch Monitoring, Analytik und Auswertung sollen Daten zur Kalibrierung und Validierung des in Entwicklung befindlichen Modells bereitgestellt werden. 4) Weitere Feldeinsätze sollen geplant und durchgeführt werden. Diese umfassen die Anlagenplanung und die Planung des Versuchsregimes, seine Auswertung und die Ableitung von Eingangsparametern für das Bemessungsprogramm.
The goal of this study was to enable a prognosis on the future rainfall conditions of the Nile Equatorial Lakes regions by delivering time-series of monthly rainfall sums for the time-period from 2021 to 2050 that can be used for all kinds of applications. One example might be the dimensioning of hydraulic structures. In these very long lasting investments, future climatic conditions have to be considered during present planning and construction.The principal sources of information on future climate conditions are General Circulation Models (GCMs). These are physically based atmospheric models that resemble a numerical weather prediction system but on a much coarser scale. This forecast cannot be perfect. Especially, it cannot predict single values, e. g. if January 2050 will be rather wet or dry, but only climatic references, i.e. state, if Januaries in general will become wetter or dryer in the future. Even if the predictions of a GCM were perfect, its output could not be used directly for hydrological purposes, due to its coarse resolution. The monthly precipitation values that are provided by the GCM present the spatially averaged precipitation over a grid cell of several thousand square kilometres. This 'block rainfall' can differ significantly from rainfall measured at the ground. Rain gauges are influenced by local effects like micro climatic conditions or orographic effects of mountain ranges that GCMs are not able to resolve.This study combined the information from different data sources. As global trend information, monthly precipitation values from two GCMs (ECHAM5 and HadCM3) were used. Three CO2-emission scenarios (A1b, A2 and B1) were considered in this data. As local ground reference observed monthly rainfall sums from several rain gauges in East Africa as well as from three reanalysis projects (Climate Research Unit, University of Delaware and GPCC) were used.At each rain gauge or observation point in the reanalysis a technique called 'Quantile-Quantile-Transformation' was applied to establish a relationship between the Cumulative Distribution Function (CDF) of the GCMs and that of the ground references during the calibration period from 1961-1990. The CDFs were fitted by non-parametric Kernel-Smoothing. To account for potential shifts in the annual cycles of GCMs and ground references, the transformations was done separately for each month.Assuming that the relation between Global Model and local response will be constant in the future, the global predictions of the GCM can be downscaled to local scale, leading to future rainfall scenarios that are coherent with observed past rainfall.Combining the data from three CO2-emission scenarios of two GCM with three reanalysis data sets, an ensemble of 18 different rainfall time-series was created for each observation point. The range of this ensemble helps to estimate the possible uncertainties in the prognosis of future monthly precipitation sums from 2021 to 2050.
Die Siedlungsentwässerung in der Bundesrepublik Deutschland erfolgt überwiegend durch Mischsysteme, d.h. Schmutzwasser und Regenwasser werden in einem gemeinsamen Kanal abgeleitet. Da der Mischwasserabfluss den bis zu 100-fachen Wert des Trockenwetterabflusses annehmen kann, ist es nicht immer möglich, den gesamten Abfluss auch zur Kläranlage weiterzuleiten und dort einer Behandlung zu unterziehen. Ein Teil des Mischwassers wird deswegen an bestimmten Bauwerken im Kanal entlastet und in ein Gewässer abgeleitet. Im Bereich der Kanalisation wurden deshalb in den letzten Jahren, nicht zuletzt wegen des ATV-Arbeitsblattes A 128, verstärkt Regenbecken zur Mischwasserbehandlung gebaut, um die Emissionen aus den Regenentlastungsbauwerken zu verringern. Diese Becken begrenzen den Zufluss zur Kläranlage auf den in der Bundesrepublik üblichen Bemessungszufluss Qm. Dies entspricht dem zweifachen Schmutzwasserzufluss Qsx und dem Fremdwasserzufluss Qf. Der gespeicherte Beckeninhalt wird nach Ende des Regens zur Kläranlage entleert. Die Festlegung dieses starren Drosselabflusses als Bindeglied zwischen Kanalisation und Kläranlage ist hierbei nicht das Resultat weitgehender verfahrenstechnischer Überlegungen oder von wirtschaftlichen Optimierungsansätzen, sondern wurde relativ willkürlich gewählt (BRUNS 1999). Hierbei ist weiterhin zu bedenken, dass der Lastfall zur Bemessung einer Kläranlage durch eine Kombination einer hohen Lastannahme (z.B. der Fracht, die in 85 Prozent aller Belastungsfälle unterschritten wird) bei gleichzeitig ungünstigen Betriebsbedingungen gekennzeichnet ist (z.B. durch die Annahme einer niedrigen Bemessungstemperatur), weshalb die Anlagen in der Regel erhebliche Leistungsreserven aufweisen. Die bislang geübte Praxis, Kanalisation und Kläranlage statisch zu bemessen und zu betreiben, kann dazu führen, dass Mischwasser in ein Gewässer entlastet wird, obwohl noch Speicherkapazitäten im Netz vorhanden sind. ( ) Aus den Defiziten der bisherigen Untersuchungen werden die Ziele im Rahmen des Projektes EPIKUR abgeleitet. Die allgemeinen Ziele können wie folgt formuliert werden: - Entwicklung einer Checkliste zur Überprüfung der Möglichkeiten eines integrierten Abwassermanagements (d.h. ist für ein System Netz - Kläranlage eine integrierte Planung/ ein integrierter Betrieb überhaupt sinnvoll und machbar?); - Ableitung von Kriterien zur ganzheitlichen Bewertung von integrierten Maßnahmen in den Bereichen Einzugsgebiet - Kanalnetz - Kläranlage - Gewässer; - Entwicklung einer Methodik zur Bestimmung des jeweils sinnvollsten Drosselabflusses; - Untersuchungen an ausgewählten Referenzanlagen/-Einzugsgebieten; - Erstellung eines Leitfadens 'Integrierte Planung und Bewirtschaftung von Knalisation und Kläranlager zur Emissions- und Kostenreduzierung' für Kommunen, Behörden und Planer.
Im Rahmen des Projektes sollen Hinweise erarbeitet werden, inwieweit Kläranlagen, die nach dem Arbeitsblatt ATV A 131 (1991) oder neueren Bemessungsrichtlinien dimensioniert wurden, hydraulische Mehrbelastungen über den Bemessungszufluss Qm hinaus unter sicherer Einhaltung der geforderten Ablaufwerte aufnehmen können. Hierbei erfolgt im Rahmen einer ersten Projektphase eine Konzentration auf den Bereich der Schlamm-Wasser-Trennung in den Nachklärbecken. Auf den gewonnen Ergebnissen aufbauend können in einer zweiten Projektphase vorausschauende MSR- Strategien zur kontinuierlichen Bestimmung bzw. Vorhersage der hydraulischen Leistungsfähigkeit einer Anlage erarbeitet werden. Um solche Maßnahmen kontinuierlich auf Kläranlagen zu etablieren werden zusätzliche Messeinrichtungen - sowohl zur Prozessüberwachung als auch zur Regelung der Prozesse - auf diesen Anlagen eingeführt werden müssen. Es ist ein somit ein weiteres wesentliches Ziel der Untersuchungen herauszuarbeiten, welche Messgeräte hierzu sinnvoll eingesetzt werden können. Ferner wird angestrebt, einen (EVS-internen) Leitfaden für eine mögliche Vorgehensweise zur Umsetzung von hydraulischen Mehrbeschickungen auf kommunalen Stabilisierungsanlagen zu erarbeiten. Nach einer Vorauswahl durch den EVS sowie Ortsterminen auf den Anlagen wurden die Kläranlagen Holz, Heinitz und Tholey-Sotzweiler als Referenzanlagen ausgewählt. Für jede der Anlagen wird ein zweistufiges Messprogramm durchgeführt, welches im ersten Teil im Wesentlichen aus der Erarbeitung und Durchführung eines vorbereitenden Messprogramms zur Abschätzung des maximalen hydraulischen Potenzials der Nachklärung(en) der gewählten Anlagen besteht. Im zweiten Teil wird eine schrittweise Erhöhung der hydraulischen Belastung unter ständiger Überwachung durch On-line Messungen durchgeführt.
Das Vorhaben dient der Entwicklung lärmarmer Installationsverfahren zur Errichtung von Fundamenten für Offshore-Windenergieanlagen. Vorhabenziel ist die Validierung vorhandener, jedoch noch nicht praxiserprobter wissenschaftlich-technischer Berechnungsmethoden und -modelle zur Bemessung und Installation von Saugeimergründungen. Bei dem Saugeimerprinzip handelt es sich um ein Installationsverfahren, mit dem die Belastung der Meeresumwelt durch Schallemissionen - wie sie beim Impulsrammverfahren entstehen - weitgehend vermieden werden kann. Wesentliche Ziele des Projekts sind: 1) Erarbeitung verbesserter Berechnungsmethoden zum Nachweis der Standsicherheit von Suction Bucket Jackets, basierend auf verbesserten räumlichen Materialmodellen für den Boden, 2) Bestimmung der zulässigen Unterdrücke zur Einhaltung der kritischen hydraulischen Austrittsgradienten während des Installationsvorgangs, 3) Entwicklung validierter numerischer Simulationsmodelle für die gesamtdynamische Betrachtung und die Nachweisführung, 4) Bereitstellen von Werkzeugen für die Vordimensionierung sowie einfache Verfahren für die Dimensionierung von Suction Buckets in der praktischen Bemessung, 5) Entwicklung verbesserter Methoden zur Identifikation modaler Parameter bei komplexen Systemen Das Arbeitsprogramm sieht umfangreiche Arbeiten auf den Gebieten Messdatenauswertung, Systemidentifikation, Materialmodellierung und der Modellbildung vor. Hinzu kommen Strömungsnetzberechnungen und Parameterstudien zum Eindringvorgang für verschiedene Szenarien, Randbedingungen und Bodenprofile und für die Tragfähigkeit bei kombinierter Belastung sowie für die Ermittlung des Tragverhaltens unter Betriebslasten. Die Arbeitspakete im Einzelnen: LUH1: Projektkoordination LUH2: Installationsvorgang LUH3: Tragfähigkeit und Verformungsakkumulation LUH4: Gründungssteifigkeiten LUH5: Messdatenanalyse und Systemidentifikation LUH6: Effiziente Gesamtmodellbildung und Modellvalidierung LUH7: Hydroschallmessungen.
Das Vorhaben dient der Entwicklung lärmarmer Installationsverfahren zur Errichtung von Fundamenten für Offshore-Windenergieanlagen. Konkret ist die Validierung von vorhandenen Berechnungsmethoden zur Bemessung einer Jacket-Saugeimergründung (Suction Bucket Jacket) geplant. Für die Nachweisverfahren bestehen noch viele Unsicherheiten bzgl. der Bemessungsparameter, welche bisher durch sehr konservative Annahmen kompensiert werden müssen. Durch Messungen an einem Prototyp sind diesbezüglich absichernde Erkenntnisse zu erwarten. Im Projektantrag der BAM wird speziell das Ziel verfolgt, ein Modell für die Erfassung der Tragfähigkeit und Verformungsakkumulation zu entwickeln und auf bestimmte, als kritisch angesehene Bemessungssituationen anzuwenden. Insbesondere wird auch ein Abgleich mit dem gemessenen Verhalten vorgenommen. Auf Grundlage der vorhandenen Simulationsmodellierung der BAM wird zunächst das Modell um die Möglichkeit einer Erfassung der Mantelreibung erweitert um dann ein objektbezogenes Bucket-Baugrundmodell zu erstellen. Auf dieser Basis werden Parameter-studien zur Bemessungssituation durchgeführt. Anhand des hinreichend erprobten Gesamtmodells können dann kalibrierende und validierende Studien mit den Offshore-Messdaten erfolgen. Grundsätzliches Ziel bleibt die Entwicklung ingenieurpraktischer Berechnungsmethoden.
Aus gegenwärtiger Sicht und Datenlage kann eine Schutzgebietsausweisung nach derzeitigem Stand (ÖVGW W72) für die Wassergewinnungsanlage nicht zielführend angewendet werden. Da jedoch eine Schutzgebietsausweisung nach W72 keinem 100-prozentigen Schutz für einzelne Wassergewinnungsanlagen darstellt, ist für die Wassergewinnungsanlage ein an den Standort angepasstes gleichwertiges Schutzkonzept zu erstellen und abzustimmen. Das Schutzkonzept umfasst die Bereiche Frühwarnung, Pufferkapazität und Aufbereitungsmaßnahmen. Erstellen eines hydraulischen Models auf Basis bestehender GIS Pläne / Leitungskataster. Das Modell wird als nicht kalibriertes Netzmodell ausgeführt. Die Überprüfung des Modells kann an ausgewählten Netzstellen durch eine Durchfluss- und Druckmessung erfolgen. Im Rahmen der Erstellung des hydraulischen Modells werden zusätzlich kritische Netzabschnitte (z.B. Dimensionierung, Leitungsalter, Absicherung Vermaschung, sensible Konsumenten) identifiziert und ebenfalls als Grundlage für die strategische Planung zur Verfügung gestellt.
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| Bund | 21 |
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| offen | 21 |
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