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Binnenwasserstraßen: Abflüsse steuern und Wasserstände regeln

An den staugeregelten Bundeswasserstraßen ist eine genaue Einhaltung der vertraglich festgelegten Wasserstände erforderlich. Die Automatisierung hilft hier mit einer standardisierten Vorgehensweise und sorgt für einen reibungsfreien Betrieb. Effizient und erneuerbar: Wasser bewegt! Deutschland verfügt über ein wirtschaftlich leistungsfähiges Wasserstraßennetz, das die Seehäfen an Nord- und Ostsee mit den Binnenhäfen verbindet. Die 7.350 km Binnenwasserstraßen bestehen zu 25 Prozent aus Kanalstrecken, zu 35 Prozent aus frei fließenden und zu 40 Prozent aus staugeregelten Flussabschnitten. Im Zusammenhang mit dem Staustufenbau wurden an den größeren Flüssen vielfach Laufwasserkraftwerke errichtet, die mit der erneuerbaren Ressource Wasser Strom erzeugen. Zu den staugeregelten Bundeswasserstraßen mit Wasserkraftnutzung zählen Weser, Oberrhein, Neckar, Main, Mosel, Saar und Donau mit einer installierten Leistung von derzeit ca. 750 Megawatt. Damit wird mit den Laufwasserkraftwerken etwa so viel Energie erzeugt, wie alle Schiffstransporte auf dem Wasser verbrauchen (vgl. Verkehrsinvestitionsbericht 2008).

Aufbau von Liniendiensten mit Binnenschiffen zwischen dem Seehafen Hamburg und den Binnenhäfen des norddeutschen Fluss- und Kanalnetzes

Gutachten: Vertiefende Untersuchung zur Wirtschaftlichkeit des Verkehrsprogramm Deutsche Einheit Nr. 17 - Ausbau des Elbe-Kanals und der Untere-Havel-Wasserstrasse

Aktualisierung des IOEW-Gutachtens 'Oekonomisch-oekologische Bewertung des Projektes 17 Deutsche Einheit' unter Beruecksichtigung neuer Gutachten und Erkenntnisse; - Ermittlung zusaetzlich zu beruecksichtigender Kosten; - Darstellung und Pruefung von Bewertungsmethoden und -verfahren hinsichtlich ihrer Eignung zur Beruecksichtigung der oekologischen Folgewirkungen im Rahmen des Bundesverkehrswegeplanes und Verkehrsprojekten.

SchleusenNOK40 - Forschung und Entwicklung eines daten- und wissensbasierten Schleusenmanagement- und -informationssystems für den Nord-Ostsee-Kanal, Teilvorhaben: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.

GRK 1598: INTERCOAST - Integrierte Küsten- und Schelfmeerforschung

Die Küsten- und Schelfmeerregionen unserer Erde unterliegen einem ständigen globalen Wandel. Die zunehmende wirtschaftliche Nutzung dieser Regionen in Verbindung mit Veränderungen der natürlichen Umwelt, beispielsweise dem globalen Meeresspiegelanstieg, stellt unsere Gesellschaft vor neue Herausforderungen. Dies bedarf neuer Strategien zur nachhaltigen Nutzung und Entwicklung der Küsten- und Schelfmeerregionen. Entsprechende Planungen erfordern eine interdisziplinäre und internationale Zusammenarbeit in den verschiedensten betroffenen Wissenschaftsfeldern, um die Veränderungen in der natürlichen Umwelt und in der Gesellschaft der Küstenregionen zu analysieren, zu verstehen, vorherzusagen und - wenn nötig ­- abzumildern. Das deutsch-neuseeländische Graduiertenkolleg wird zu dieser Aufgabe beitragen, indem es junge Graduierte zu fachlich qualifizierten, selbstständig und interdisziplinär denkenden sowie in die internationale Forschung eingebundenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ausbildet. Neben Schwerpunkten aus den Naturwissenschaften sollen auch assoziierte Fragestellungen aus dem Bereich der Sozial- und Rechtswissenschaften bearbeitet werden. Neben dem fachspezifischen Wissen werden diesen jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zusätzliche Fachkenntnisse und Erfahrungen im Projektmanagement zur weiteren Berufsqualifikation vermittelt. Im internationalen Graduiertenkolleg arbeiten 13 junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an verschiedensten Themen aus dem Bereich der Meereswissenschaften an der Universität Bremen. Diese Doktorandinnen und Doktoranden werden aber auch ca. ein Drittel ihrer dreijährigen Promotionszeit an der Universität Waikato in Neuseeland verbringen. Dies ermöglicht es ihnen, mit einigen der besten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf ihrem Arbeitsgebiet zu arbeiten, zu lernen und zu publizieren. Im Austausch werden die neuseeländischen Doktorandinnen und Doktoranden für ca. ein Jahr an der Universität Bremen forschen. Ziel des Graduiertenkollegs ist es, eine neue Generation international ausgerichteter junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auszubilden, die über ihre eigene Disziplin hinausblickend für die Herausforderungen der Zukunft und den Arbeitsmarkt vorbereitet sind.

European approach to nuclear and radiological emergency management and rehabilitation strategies (EURANOS)

Objective: The Integrated Project EURANOS, through the commitment of fifty operational emergency management organisations, 'stakeholder groups' and competent RTD institutes of many European countries who actively contribute to the following objectives, will build a fully interactive framework for initiating and promoting practical improvements of emergency management and rehabilitation strategies in Europe never reached before: (A) creating better communication links between those responsible for nuclear and radiological emergency management in European countries with the perspective of fast notifications, information exchange and interaction through more direct channels; (B) providing better coherence and transparency in decision processes on local, national and border crossing interventions as one input to improving public understanding and acceptance of off-site measures; (C) supporting decisions on effective and timely emergency actions and countermeasures in case of nuclear or radiological emergencies by access to reliable, consistent and comprehensive information, and in this way mitigating radiological and economic consequences; (D) developing a coherent framework for the sustainable rehabilitation of living conditions in contaminated areas by implementing integrated and decentralised approaches involving key stakeholders and the public. A common approach and an European perspective of a more harmonised emergency management and rehabilitation strategy on the local, national and supra-national levels will be created and promoted through common emergency exercises and their thorough evaluation together with all stakeholders involved and through 'stakeholder panels' on the key issues of rehabilitation. The common views on improved technical tools; methods, strategies and guidance will also create initiatives on the administrative and political levels to improve the efficacy of European emergency management and rehabilitation strategies.

Untersuchungen zur Auswirkung des Betriebs einer Sauerstoffanreicherungsanlage auf dem Isebekkanal

Bearbeitung der Auswirkungen einer steuerbaren Sauerstoffanreicherung in dem durch stossweise Mischwassereinleitungen stark belasteten Isebekkanal in Hamburg auf den Sauerstoffhaushalt, das Sediment, die Bodentierwelt, das Plankton und die Fische.

Bruch- und Verformungsverhalten von rutschgefährdeten Böschungen unter Berücksichtigung des Dreiphasensystems

Zur Beurteilung von rutschgefährdeten Böschungen in bindigen Böden ist die Kenntnis der effektiven Spannungen im Bereich der Scherzone von großer Bedeutung. Durch geotechnische Feldmessungen an rutschgefährdeten Böschungen sowie durch begleitende Laborversuche soll nachgewiesen werden, dass die Kompressibilität des Porenwassers (Anwendung des Dreiphasensystems) entscheidenden Einfluss auf das Bruch- und Verformungsverhalten dieser Böschungen besitzt. Als Auslöser von Böschungsrutschungen in bindigen Böden gilt häufig ein Anstieg der Sickerlinie. Diese wurde bisher fast ausschließlich durch die Messung von offenen Grundwasserbeobachtungsrohren ermittelt. Da infolge der geringen Permeabilität des Bodens keine hinreichenden Wasserspiegeländerungen im Messrohr erfolgen, ist dieses Verfahren zur Ermittlung der Wasserdruckverhältnisse in gering durchlässigen Böden ungeeignet. Deshalb ist die Verwendung von Porenwasserdruck-(PWD)-Sensoren zur Bestimmung der piezometrischen Druckhöhe unbedingt erforderlich. Dieses Verfahren ermöglicht eine realistische Erfassung der Druckverhältnisse im wasserdurchströmten bindigen Boden. Durch Übertragung der Erkenntnisse aus der Deckwerksbemessung wird ein Dreiphasenmodell (Feststoff, Wasser, Gas) eingesetzt, um das Verhalten von instabilen Böschungen zutreffender zu beurteilen. Eine messtechnische Verifizierung dieses Modells wird an einer existierenden Böschungsrutschung im Maßstab 1 : 1 durchgeführt. Der Erfolg der neuartigen Sanierungsmaßnahme wurde anhand von Eignungsprüfungen nachgewiesen. Diese Eignungsprüfungen dienen auch zur Messung der Druckentlastungsgeschwindigkeit sowie zur Optimierung der Bemessung. 2006 wurde die PWD-Entwicklung weiter beobachtet und dokumentiert. Das Messprogramm wird fortgesetzt bis ein quasi stationärer Endzustand erreicht ist, der ausschließlich von jahreszeitlichen Einflüssen geprägt ist. Da die Verhältnisse am Böschungsfuß und im Bereich des Leinpfades durch die Druckentlastungsbohrungen nicht verbessert wurden, sind dort dringend ergänzende Sicherungsmaßnahmen erforderlich. Die Arbeiten wurden entsprechend der Arbeitskonzeption auch 2006 fortgeführt: Die PWD-Entwicklung wurde weiter beobachtet. Planmäßig war die Hochschule in Lausanne (EPFL) mit der Durchführung von speziellen Laborversuchen beauftragt, um die bereits gewonnenen Erkenntnisse zu vertiefen. Diese Zusammenarbeit musste aus organisatorischen Gründen leider aufgegeben werden. Im Tonbergwerk Klingenberg/Main werden in-situ PWD-Messungen durchgeführt. Seit 2005 werden dort kontinuierlich Messwerte aufgezeichnet. Mit diesen Messungen soll die Ausbreitung von PWD-Änderungen in einem relativ homogenen und gering durchlässigen Bodenmaterial sowie Auswirkungen von Verformungen erfasst werden. Die Bedeutung dieser Untersuchungen für die WSV besteht darin, dass zahlreiche Problemböschungen mit der o. g. Charakteristik an Schifffahrtskanälen existieren.

EU-Projekt EnERgioN - Erzeugung, Speicherung und Vermarktung von Erneuerbaren Energien in der Region Nord - Konzepte für die Steuerung virtueller Kraftwerke mit Nutzung der Bundeswasserstraßen als Energiespeicher

Das Verbundprojekt EnERgioN hat die Entwicklung eines technischen, rechtlichen und finanzwirtschaftlichen Konzepts zur regionalen Gewinnung, Speicherung und Vermarktung von erneuerbarer Energie im Rahmen eines virtuellen Kraftwerks zum Ziel. Dazu soll die Umsetzung des Konzeptes im Konvergenzgebiet wissenschaftlich begleitet werden und die Übertragung auf andere Regionen in Deutschland und Europa betrachtet werden. Im Teilprojekt Technik wurde die technische und ökonomische Machbarkeit eines Pumpspeicherwerks im Kanalsystem der öffentlichen Wasserstraßen untersucht. Mögliche Konfigurationen von Pumpen, Motoren, Turbinen und Generatoren wurden auf technische Machbarkeit und Vereinbarkeit mit gesetzlichen Vorschriften überprüft. Die ökonomische Machbarkeit wurde für verschiedene Arten der Abrechnung und des Marktdesigns analysiert. Es zeigt sich, dass die ökonomische Machbarkeit wesentlich durch die Netznutzungsentgelte und die Möglichkeit, Systemdienstleistungen zu erbringen, bestimmt wird. Weiterhin werden allgemeinere Simulationsmodelle für das Zusammenwirken von dargebotsabhängigen Quellen, Speichern und Verbrauchern verschiedenen Typs in einfach strukturierten Netzen erstellt und in verschiedenen Szenarien angewandt. In diesen Analysen werden nicht nur die technisch-physikalischen Aspekte wie Wetter, Netzkapazitäten und Verbrauch, sondern auch das Zusammenwirken dieser Größen sowie die finanziellen und juristischen Bedingungen untersucht. Zurzeit werden Konzepte entwickelt, die erstellten Software-Werkzeuge auf spezifische Probleme von Projektpartnern, insbesondere von kleinen und mittleren Stadtwerken, anzuwenden.

Nachhaltige Entwicklung der Bundeswasserstraßen, Großräumige stochastische Generierung von Dargebotsreihen für das Modell BEWASYS Rhein-Oder

Für die Bundeswasserstraßen zwischen Rhein und Oder hat die BfG mit Unterstützung des Instituts für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG) des Karlsruher Instituts für Technologie das Bewirtschaftungsmodell BEWASYS Rhein-Oder weiterentwickelt. Das Modell wurde an die Besonderheiten der Wasserbewirtschaftung von Kanal- und Flussstauhaltungen angepasst und erlaubt eine Ausweisung von Pumpkosten. Das Haupteinsatzgebiet von BEWASYS Rhein-Oder sind langfristige Variantenrechnungen. Als Eingangsgrößen hierfür mussten bisher Beobachtungsdaten verwendet werden. Dieses Vorgehen ist nicht unproblematisch, da die Beobachtungsdaten nur einen kleinen Ausschnitt der hydrologischen Grundgesamtheit darstellt und somit nicht notwendigerweise repräsentativ für diese ist. Eine großräumige stochastische Generierung von Dargebotszeitreihen kann dieses Problem lösen. In diesem Projekt wird versucht, eine direkte stochastische Dargebotsermittlung durchzuführen. Das bedeutet, dass aus der Charakteristik beobachteter Abflussreihen stochastische Dargebotsreihen generiert werden.

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