Der Unterhaltungsverband (UHV) Kehdingen ist einer von 114 Verbänden in Niedersachsen und betreibt Schöpfwerke an der Elbe und im Umland auf einer Fläche von 28.000 ha. Die wichtigste Aufgabe des Verbandes besteht darin, das Wasser aus dem natürlichen Niederschlagsgebiet abzuleiten. Insbesondere in den Deichregionen entlang der Küste und an großen Flüssen sind Pump- und Schöpfwerke zu finden. Schöpfwerke dienen mangels natürlicher Vorflut dazu, dass Oberflächenwasser tiefgelegener Ländereien mit Maschinenkraft zu heben. Gesamtziel des Projektes ist eine intelligente und effiziente Steuerung und Regelung von Schöpfwerken für die Entwässerung des Hinterlandes und die damit verbundene Reduzierung des benötigten Energiebedarfs. Im geplanten Projekt werden dazu unterschiedliche Ansätze verfolgt, die je nach Verband 10 bis 36 Prozent Einsparpotenzial versprechen. Im Teilvorhaben: 'Integration von externe Datenquellen zur dynamischen Anpassung von Steuerungskomponenten' werden neue Sensoren in das bestehende Netz des Unterhaltungsverbandes integriert. Durch Schnittstellen wie OPC wird ein flexibler Datenaustausch ermöglicht. Weiterhin ermöglicht die Einbindung und Entwicklung eines neuen Energiemanagement Systems eine höhere Transparenz bzgl. der Energieverbräuche. Aufbau und Test der Querkommunikation von Anlagen und Steuerungskomponenten über die Leitwarte gehören ebenso zu dem Teilvorhaben wie die Implementierung der neuen Algorithmen zur Verbesserung der Pumppläne.
Der Unterhaltungsverband (UHV) Kehdingen ist einer von 114 Verbänden in Niedersachsen und betreibt Schöpfwerke an der Elbe und im Umland auf einer Fläche von 28.000 ha. Die wichtigste Aufgabe des Verbandes besteht darin, das Wasser aus dem natürlichen Niederschlagsgebiet abzuleiten. Insbesondere in den Deichregionen entlang der Küste und an großen Flüssen sind Pump- und Schöpfwerke zu finden. Schöpfwerke dienen mangels natürlicher Vorflut dazu, dass Oberflächenwasser tiefgelegener Ländereien mit Maschinenkraft zu heben. Gesamtziel des Projektes ist eine intelligente und effiziente Steuerung und Regelung von Schöpfwerken für die Entwässerung des Hinterlandes und die damit verbundene Reduzierung des benötigten Energiebedarfs. Im geplanten Projekt werden dazu unterschiedliche Ansätze verfolgt, die je nach Verband 10 bis 36 Prozent Einsparpotenzial versprechen. Im Teilvorhaben: 'Prognose und Optimierung der Energieverbräuche und dynamische Anpassung der Pumppläne' wird der Unterhaltungsverband mit seinen Pump- und Schöpfwerken, Zu- und Abflüssen und Verbindungsgewässern ganzheitlich betrachtet. Eine Prognose über den Strombedarf wird generiert und in die Optimierung der Pumppläne integriert. Das Aufzeigen der Zusammenhänge von Wetterphänomenen, Pegelständen, Pumpenaktivität und Strombedarf wird in diesem Projekt durch Methoden des maschinellen Lernens realisiert. Die dafür benötigten Daten werden aus historischen Aufzeichnungen und aktuellen Sensordaten aggregiert, die teilweise von den Netzbetreibern zur Verfügung gestellt werden.
Der Unterhaltungsverband (UHV) Kehdingen ist einer von 114 Verbänden in Niedersachsen und betreibt Schöpfwerke an der Elbe und im Umland auf einer Fläche von 28.000 ha. Die wichtigste Aufgabe des Verbandes besteht darin, das Wasser aus dem natürlichen Niederschlagsgebiet abzuleiten. Insbesondere in den Deichregionen entlang der Küste und an großen Flüssen sind Pump- und Schöpfwerke zu finden. Schöpfwerke dienen mangels natürlicher Vorflut dazu, dass Oberflächenwasser tiefgelegener Ländereien mit Maschinenkraft zu heben. Gesamtziel des Projektes ist eine intelligente und effiziente Steuerung und Regelung von Schöpfwerken für die Entwässerung des Hinterlandes und die damit verbundene Reduzierung des benötigten Energiebedarfs. Im geplanten Projekt werden dazu unterschiedliche Ansätze verfolgt, die je nach Verband 10 bis 36 Prozent Einsparpotenzial versprechen. Im Teilvorhaben: 'kontinuierliche Aufnahme und Anpassung der Prozessparameter unter Einbindung externer Datenquellen' werden vom Unterhaltungsverband Kehdingen im Pilotfeld um Schölisch-Götzdorf Sensoren installiert die die Umweltzustände messbar machen und diese mit Pumpzuständen in Verbindung setzten zu können. Weiterhin wird im Leitstand des UHV Kehdingen ein Energiemanager integriert, der die Verbrauchstransparenz erhöht und einen Echtzeit-Überblick über das Pump-Netz des UHV ermöglicht. Die Nachrichten aus dem Netz an Messstellen sowie die Informationen der Netzbetreiber und Stromlieferanten müssen gebündelt und verarbeitet werden. Der Unterhaltungsverband unterstützt den Vorgang, wenn die neuen Methoden exemplarisch an den Pumpen im Pilotfeld Schölisch-Götzdorf getestet werden.
Zentralasien ist wichtiger Lebensraum und eine riesige Quelle von Staubtransport. Q-TiP untersucht die Steuerungsfaktoren von Kipp-Punkten in hydrologischen Systemen der ariden Zone Asiens, bedingt durch Klima und andere Prozesse, in der geologischen Vergangenheit und auf die Gegenwart bzw. Zukunft projiziert. Q-TiP stellt zwei Fragen: (1) Was erhält in dieser ariden Zone große Seesysteme über längere Zeiträume und was bedingt Kipp-Punkte, die zu deren Verschwinden führen? (2) Was sind die Auswirkungen von Kipp-Punkten auf das Landschaftssystem, auch in Hinblick auf rezente und zukünftige Klimaveränderungen? Das Teilprojekt der TU Berlin untersucht, ob es in den letzten 2.7 Ma die in Proxy-Daten dokumentierte Möglichkeit gab, dass die Wasserbilanz des Einzugsgebietes des Qaidam-Sees ausgeglichen war und somit quasi-stabile Zustände ermöglichte, welche durch globale Klimaschwankungen nicht irreversibel gestört werden konnten. Weiterhin soll untersucht werden, warum vor ca. 600 ka der Qaidam-See eine abrupte Veränderung erfuhr und nicht mehr in der Lage war, seine frühere, wesentlich größere Ausdehnung für längere Zeit aufrecht zu erhalten. Insbesondere soll untersucht werden, ob sich Kipp-Punkte bezüglich der großräumigen atmosphärischen Zirkulation identifizieren lassen, die zu dieser irreversiblen Änderung geführt haben. Die Hypothese lautet, dass es zusätzlich Kipp-Punkte für die Ausdehnung des Qaidam-Sees gibt, die dazu führen, dass bei Unterschreitung einer Mindestausdehnung des Sees eine ausgeglichene Wasserbilanz im Einzugsgebiet nicht mehr möglich ist, da dann ein Recycling des Niederschlags nicht mehr ausreicht, um in klimatisch trockeneren Zeitabschnitten die langfristige Stabilität des Qaidam-Sees zu sichern. Die o.a. Ziele sollen durch dynamisches Downscaling von globalen Paläoklima-Simulationen mittels eines regionalen Klimamodells erreicht werden. Das Teilprojekt ist an folgenden Arbeitspaketen beteiligt: TUB-3-1: Dynamisches Downscaling AP4: Synthese.
Das deutsch-chilenische Projekt GABY-VASA hat zum Ziel bestehende Forschungskooperationen zu vertiefen und den Einfluss von Klimavariabilität auf Kryosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre in den südlichen Anden zu entschlüsseln. Wissenschaftlich werden durch das Teilprojekt NiGAnd an der RWTH Aachen die atmosphärischen und glaziologischen Messungen der chilenischen Kooperationspartner auf und im Umfeld der Gletscher Schiaparelli (Cordillera Darwin) und Grey (Southern Patagonian Icefield) durch Bildserienkameras und meteorologische Messungen ergänzt. Entscheidender Beitrag ist die Modellierung räumlicher Niederschlagsfelder mit einem orographischen Niederschlagsmodell und die Implementierung eines gekoppelten mehrschichtigen Schnee-und Gletschermodels zur Modellierung der Energieflüsse an der Gletscheroberfläche. Als Basis dienen die gemeinsam gewonnen Daten aus den Geländearbeiten und die Analyse von Fernerkundungsdaten. Die kombinierte atmosphärische, dendroklimatische und glaziologische Modellierung ergibt somit ein geschlossenes Bild der Umweltveränderungen, welches vor dem Hintergrund von dekadischen Klimaschwankungen in raumzeitlicher Ausprägung in den südlichen Anden analysiert wird. Das Vorhaben ist in 6 Arbeitspakete (WP) gegliedert. WP100 dient der übergreifenden Koordination und Verbundintegration. Die Geländearbeiten sind Teil des WP200. WP300 fasst alle auf Fernerkundungsmethoden bezogenen Arbeitspakete zusammen während WP400 die Modellierung von Niederschlagsfeldern sowie Energie- und Massenbilanzen der Gletscher beinhaltet. Die dendrochronologischen Arbeiten zur Rekonstruktion des Hydroklimas sind Inhalt des WP500. WP600 ist zur integrierenden Synthese der vorangegangenen WP zu verstehen. Regionales Klima und die Wechselwirkung mit Biosphäre und Vergletscherung werden für vergangene und rezente Klimaschwankungen gemeinsam untersucht, wobei bezüglich der Vergletscherung auch ein Ausblick auf Basis von CIMP5-Klimaprojektionen gegeben wird.
Im Projekt werden Auswirkungen des Klimawandels auf Landschaftswasserhaushalt, Erosivität und Nährstoffeinträge durch innersaisonale bis dekadische Änderung meteorologischer Größen, insbesondere der saisonalen Niederschlagsverteilung und -intensität, im Einzugsgebiet Spree-Havel analysiert. Existierende Klimaszenarien werden bewertet und in ihrer Zuverlässigkeit erhöht. In zwei Projektregionen werden Klima- und Maßnahmenszenarien dem gegenwärtigen Zustand gegenübergestellt, und es werden deren Auswirkungen auf Wasser- und Nährstoffflüsse ermittelt. Die Umsetzbarkeit und Wirksamkeit potentieller Anpassungsmaßnahmen werden mit Akteuren vor Ort diskutiert und bewertet. Ziele sind a) die Etablierung des Themas 'Klimaanpassung' und die Vernetzung lokaler Akteure, b) die Bewertung von Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel, sowie c) die Vertiefung der Kenntnis hierarchischer Strukturen in der Dynamik von Klima- und Wetteranomalien einschließlich deren lokaler Ausprägung und der Signatur im Wasser- und Stoffhaushalt. Folgende Teilziele stehen dabei im Vordergrund: 1. Erkundung des klimatischen und saisonalen Kontextes für das Auftreten von Wetteranomalien 2. Analyse der vollständigen Signalkette Niederschlag-Abfluss-Sediment 3. Modellentwicklung und Simulationen zur Quantifizierung von Bodenwasserhaushalt, Bodenerosion, Sediment- und Nährstoffeintrag im Einzugsgebiet Spree-Havel 4. Bewertung der Wirksamkeit von Anpassungsmaßnahmen hinsichtlich Nährstoff- und Wasserrückhalt, Erstellung eines Maßnahmenkatalogs 5. Entwicklung qualitativ-konzeptioneller Modellvorstellungen für die Wechselwirkung mit Akteuren und die Wissensvermittlung im öffentlichen Raum.
Fuer das BALTEX-Projekt, in dem die Energie- und Wasserbilanz des Ostsee-Einzugsgebietes ermittelt werden soll, werden Aussagen ueber die Niederschlagsverteilung ueber dem Einzugsgebiet benoetigt, die aus Wetterradardaten zu bestimmen sind. In dem Unterauftrag 'Einsatz und Auswertung von Wetterradardaten fuer BALTEX' in dem BMBF gefoerderten Verbundvorhaben 'Wasserkreislauf' wurden aus den Datensaetzen (Radarreflektivitaetswerte) der Wetterradaranlagen des DWD quantitative Flaechenniederschlagsdaten fuer Intensivmessphasen (PIDCAP) abgeleitet. Dazu werden Verbesserungsmoeglichkeiten durch ergaenzenden Einsatz von Tropfenspektrenmessungen und neueste Filtertechniken in der Signalverarbeitung untersucht. Anhand der dreidimensionalen Datensaetze wird die Hoehenerstreckung von Schauern ueber See und Land abgeleitet. Fuer einige Ereignisse sollen die Daten aller Ostsee-Anrainer-Radaranlagen (NORDRAD + DWD) fuer Ueberregnungsaussagen kombiniert werden.
Die Ziele dieses Projektes sind: (1) das ICON-Modell (LES-Auflösung) mit einer einheitlichen Daten- und Schnittstellenstruktur für die Implementierung verschiedener 'online'-Diagnostiken auszurüsten, und (2) über diese neue Infrastruktur neuartige Diagnosemethoden zu implementieren, die die Basis für die Modellvalidierung und die Entwicklung neuartiger Parameterisierungen bilden. Die Diagnostiken beinhalten die Verfolgung zeitabhängiger, deterministischer und stochastischer Phaenomene (z.B. Niederschlagsgebiete, eisübersättigte Regionen, Konvektionszellen, Fronten, etc.) sowie die Berechnung von Trajektorien, die Analyse von Turbulenzeigenschaften und die Analyse von Wahrscheinlichkeitsdichten (PDFs). Die verschiedenen Diagnosemethoden sollen in Kombination zur Laufzeit des Modells anwendbar sein. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, z.B. kann so die Entwicklung der PDFs während eines Lebenszyklus eines Objektes verfolgt werden. Das Projekt gliedert sich in 5 Arbeitspakete. In S1.3.4 soll die Richtigkeit des ICON Modells bzgl. der Kapazität und Profile der Zustandsgrößen, der Flüsse und Varianzen, der Grenzschicht- und Turbulenzschließungen für unterschiedliche Skalen sowie die Bodenheterogenität überprüft werden. Dazu werden diagnostische Größen definiert, Haushaltsgleichungen für diagnostische Größen programmiert, numerische Experimente mit dem ICON Modell durchgeführt, sowie die Modellergebnisse mit Benchmark-Datensätzen verglichen.