DWD’s fully automatic MOSMIX product optimizes and interprets the forecast calculations of the NWP models ICON (DWD) and IFS (ECMWF), combines these and calculates statistically optimized weather forecasts in terms of point forecasts (PFCs). Thus, statistically corrected, updated forecasts for the next ten days are calculated for about 5400 locations around the world. Most forecasting locations are spread over Germany and Europe. MOSMIX forecasts (PFCs) include nearly all common meteorological parameters measured by weather stations. For further information please refer to: [in German: https://www.dwd.de/DE/leistungen/met_verfahren_mosmix/met_verfahren_mosmix.html ] [in English: https://www.dwd.de/EN/ourservices/met_application_mosmix/met_application_mosmix.html ]
Das Projekt "Hydrologische Begleituntersuchungen zur geplanten Grundwasseranreicherung im Stadtwald Renchen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Im Renchener Allmendwald wurde 2002 durch die Stadt Renchen ein altes Bewässerungsgrabensystem erneuert und mit einem Vorfluter der Rench verbunden. Ziel der Maßnahme ist die Grundwasserneubildung zu steigern um eine Anhebung des Grundwasserspiegels zu erreichen, um Feuchtwälder (Sternmieren-Hbu-SEi-Wald, Traubenkirschen-Erl.Es-Wald) zu erhalten bzw. neu zu entwickeln. Die FVA führt das Monitoring der Grundwasserstandsentwicklung durch. Dabei wird anhand von 24 Grundwassermessstellen beobachtet, wie sich die im Dezember 2002 begonnene Bewässerung mit max. 2,0 Mio. cbm/Jahr auf die Grundwasserstände in dem rd. 165 ha großen Waldgebiet auswirkt. Der Zustand vor Beginn der Bewässerung wird mit Daten die für einen Teil der Pegel seit 1980/81 und einen weiteren Teil seit 1990/91 vorliegen beschrieben. Die aktuellen Grundwasserspiegelhöhen werden 14tägig erfasst. Aus den Messwerten werden Ganglinien, Dauerlinien, Grundwasserflurabstände und ein digitales Höhenmodell erstellt.
Das Projekt "Hydromechanische Prozesse in Nachklärbecken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Elektronisches Rechnen im Bauwesen durchgeführt. Das bearbeitete Forschungsvorhaben beschäftigte sich mit den hydrodynamischen Prozessen in Nachklärbecken und ihrer Umsetzung in 0-dimensionalen Modellen (Schichtenmodellen, quasi-1-d-Modellen) sowie in räumlich hochauflösenden Modellen. Der Fokus des Vorhabens lag dabei auf der Erweiterung und Optimierung bestehender Modellansätze mit dem Ziel, die Güte der Prozessabbildungen zu steigern, um eine realitätsnahe Approximation der Systemverhältnisse zu ermöglichen. Durch eine Verknüpfung des abwassertechnischen Bereichs (ISAH) mit dem der Strömungsmechanik (ISEB) war eine günstige Plattform für die Bearbeitung der komplexen Prozessdynamik gegeben. Diese gegenseitige Verknüpfung wird besonders gut an der Integration einer zweiten Raumrichtung und den in ihr ablaufenden Transportprozessen in einem quasi-1-d-Modell (ISAH) deutlich. Durch die Analyse hochauflösender Modellrechnungen, aber auch durch detaillierte Messungen konnte der signifikante Einfluss der horizontalen Transportvorgänge ermittelt werden und darauf basierend ein Vorgehen zur Integration dieses Prozesses in einem quasi-1-d-Modell entwickelt werden. Dieses ermöglicht nun im Gegensatz zu den bekannten Schichtenmodellen mit ihren Modifikationen die Berücksichtigung des horizontalen Massentransportes infolge der bei Nachklärbecken typischen oberflächennahen Rückströmung (interne Rückströmung). Des Weiteren wurde eine Funktion zur Ermittlung der Schlammspiegellage erarbeitet, auf deren Grundlage der Bereich dieser internen Rückströmung ermittelt wird. Neben einer freien Wahl der Schichtanzahl ist auch eine Variation der Schichthöhe möglich. Durch diese Ergänzungen in einem quasi-1-d-Modell ist ein effizienter Baustein im Rahmen der 0-dimensionalen Kläranlagenberechnung entstanden, der eine realitätsnahe Approximation der Verlagerungsprozesse zwischen Belebung und Nachklärung bietet und eine realistischere Abbildung der Feststoffverteilung im Nachklärbecken ermöglicht. Parallel zu dieser Modellentwicklung am ISAH widmete sich das ISEB der räumlich hochauflösenden Abbildung der Prozessabläufe in Nachklärbecken mit einem besonderen Fokus auf den Vorgängen im Einleitungs- und im Schlammbereich. Gerade diese Bereiche weisen einen großen Einfluss auf die Systemverhältnisse auf. So konnte ein Ansatz entwickelt werden, der es ermöglicht, die 3-dimensionale Strömungsstruktur eines runden Nachklärbeckens in einem 2-dimensionalen Modell zu integrieren, so dass eine rechenauwändigeund damit auch zeitaufwändige vollständig 3-dimensionale Berechnung eines solchen Beckens nicht notwendig wird. Hauptsächliches Augenmerk der Forschungsarbeit des ISEB lag jedoch auf dem Einfluss der steigenden Feststoffkonzentration im Bereich des Schlammspiegels und des Schlammbetts auf die sich ausbildenden Strömungsvorgänge. usw.
Das Projekt "Physikalische hydraulische Modellversuche zur Optimierung von Rechenkonstruktionen von Filterbauwerken (SedAlp)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Alpine Naturgefahren durchgeführt. Im Rahmen des Interreg Projektes SEDALP sollten die Geschiebebewirtschaftungsmaßnahmen in Wildbächen bezüglich der Sedimentdurchgängigkeit überprüft werden. Dafür sind Modellversuche vorgesehen, die verschiedene gebräuchliche Bauwerkstypen abbilden. Zugleich sollten langgestreckte und birnenförmige Geschieberückhalteräume modelliert werden. Als Bauwerkstypen sind Filter- und Dosiersperren mit schrägem und horizontalem Rechen vorgesehen. Die Versuche sollten die unterschiedliche Beeinflussung des Geschiebetransports dieser Bauwerke aufzeigen, den Einfluss von Wildholz berücksichtigen, sowie den Einfluss der lichten Weite zwischen den Filterstäben darlegen.
Das Projekt "Fischwanderung ohne Grenzen Zur Durchgängigkeit an Wasserstraßen: Fischen die Reise erleichtern - Fische auf Wanderschaft: Wasserstraßen verbinden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Die frei fließenden und staugeregelten Flüsse unter den Bundeswasserstraßen sind für die Fische wichtige Verbindungsgewässer zwischen den Habitaten im Meer und an den Flussoberläufen. Fische, die große Distanzen zurücklegen, orientieren sich an der Hauptströmung und werden deshalb an Staustufen entweder zum Kraftwerk oder zum Wehr geleitet. Dort gibt es keine Möglichkeit mehr, aufwärts zu wandern, wenn nicht in der Nähe der Wehr- oder Kraftwerksabströmung eine funktionierende Fischaufstiegsanlage vorhanden ist. Da Schiffsschleusen keine kontinuierliche Leitströmung erzeugen, werden sie von den Fischarten, die der Hauptströmung folgend lange Distanzen zurücklegen, nicht gefunden. Arten, die auf ihrer Wanderung nicht der Hauptströmung folgen, können auf- oder abwandern, wenn sie eine offene Schleusenkammer vorfinden. Flussabwärts: Fische vor Kraftwerken schützen und vorbeileiten: An Staustufen ohne Wasserkraftanlagen ist die abwärts gerichtete Wanderung über ein Wehr hinweg in der Regel unproblematisch. Voraussetzung: Das Wehr ist in Betrieb, die Fallhöhe beträgt nicht mehr als 13 Meter und im Tosbecken ist eine Wassertiefe von mindestens 0,90 Metern vorhanden. Dagegen können bei Abwanderung durch eine Kraftwerksturbine leichte bis tödliche Verletzungen auftreten. Diese turbinenbedingte Mortalität ist von der Fischart und der Körperlänge der Tiere sowie von Turbinentyp und -größe, der Fallhöhe und den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängig. Um hier einen gefahrlosen Fischabstieg zu gewährleisten, sind die Betreiber von Wasserkraftanlagen nach Wasserhaushaltsgesetz verpflichtet, die Wasserkraftanlagen mit geeigneten Maßnahmen zum Schutz der Fischpopulation (z. B. mit Feinrechen und einem Bypass am Kraftwerk vorbei ins Unterwasser) aus- bzw. nachzurüsten. Flussaufwärts: Hier helfen nur Fischaufstiege: Verschiedene Untersuchungen der Durchgängigkeit an Rhein, Mosel, Main, Neckar, Weser, Elbe und Donau haben gezeigt, dass zwar ein großer Teil der Staustufen mit Fischaufstiegsanlagen ausgestattet ist, diese für die aufstiegswilligen Fische jedoch schwer zu finden oder zu passieren sind. Im Mai 2009 stimmten die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) und die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) gemeinsam mit dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS heute: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, BMVI) folgendes Rahmenkonzept für die erforderlichen Arbeiten ab: - Aufstellung fachlicher Grundlagen, insbesondere zu fischökologischen Dringlichkeiten - Fachliche Beratung der WSV sowie Schulungen - Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die Erstellung eines technischen Regelwerks, und - Standardisierung der Anforderungen und Ausführung von Fischaufstiegs-, Fischschutz- und Fischabstiegsanlagen. (Text gekürzt)
Das Projekt "Errichtung und Betrieb einer Wasserkraftanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hydro-Energie Projekt Faurndau GmbH & Co. KG durchgeführt. Die Antragstellerin plant den Bau einer kleinen Wasserkraftanlage an einer bereits bestehenden Stauhaltung der Fils in der Nähe von Göppingen. Diese Stützschwelle dient der Verhinderung der Tiefenerosion als Folge von Flussbegradigungen. Eine aus ökologischen Gesichtspunkten wünschenswerte biologische Durchgängigkeit des Gewässers ist zurzeit nicht gegeben. Der Flusslauf im Bereich der Stützschwelle ist als naturfern zu bezeichnen. Die mittlere Höhendifferenz zwischen Ober- und Unterwasser beträgt etwa 3,5 m. Geplant ist eine so genannte Laufwasserkraftanlage. Generator und Turbine werden in einem wasserumströmten Gehäuse an der bereits bestehenden Stauhaltung untergebracht. An Land befindet sich nur ein kleines Gebäude zur Unterbringung der Trafostation und der Steuerungselektronik. Turbine und Generator werden direkt und ohne Getriebe gekoppelt. Dadurch ist eine kompakte, emissionsarme Bauweise möglich, die das Gewässer deutlich weniger beeinträchtigt, als herkömmliche Wasserkraftanlagen. Der Generator wird als Synchrongenerator mit einem speziell konstruierten durch Permanentmagneten erregten Rotorläufer ausgeführt. Die Turbine wird als zweifach geregelte horizontale Kaplan-Turbine (Leitrad- und Laufradverstellung) ausgeführt. Durch einen Fischauf- und Fischabstieg wird die gegenwärtig nicht vorhandene biologische Durchgängigkeit des Gewässers wiederhergestellt. Eine ständige Überströmung des Rechens, die in einen Bypasskanal mündet, gewährleistet flussabwärts eine oberflächennahe Durchgängigkeit. Kleinere Rechenabstände von 15 mm schützen die Fische vor Verletzungen. Eine sohlnahe Durchgängigkeit wird durch einen zweiten Bypasskanal gewährleistet. Darüber hinaus wird ein kleines Seitengewässer ökologisch mit dem Hauptgewässer verbunden und somit künftig den Fischen als Laichhabitat wieder zugänglich gemacht. Die gewonnene Energie kann den Stromverbrauch von 275 Haushalten decken. Gegenüber einer konventionellen Energiegewinnung werden pro Jahr 1.037 Tonnen Kohlendioxid eingespart.
Das Projekt "Erprobung einer Trommelfilteranlage im Ablauf eines Regenueberlaufbeckens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umwelt- und Fluid-Technik, Dr. H. Brombach GmbH durchgeführt. In Baden-Wuerttemberg sind ungefaehr 6000 Regenueberlaufbecken in Mischwasserkanalisationen in Betrieb. Diese Regenueberlaufbecken entlasten ganz entscheidend die Vorfluter und haben unbestritten einen grossen Beitrag zur Verbesserung der Gewaesserguete geleistet. Trotzdem kommt es immer wieder zu Klagen ueber sichtbare, unaesthetische Verschmutzungen der Gewaesser durch Schwimm- und Schwebstoffe unterhalb von Regenauslaessen. Es sollte untersucht werden, ob diese Schwimm- und Schwebstoffe durch einen Filter vom Vorfluter ferngehalten werden koennen. Die Siebanlage in Birkenfeld ist einem Fangbecken mit 800 m3 Nutzvolumen nachgeschaltet. Der Beckenueberlauf entlastet in die Enz, die flussmorphologisch als montaner Silikat-Schwarzwaldbach der Gewaessergueteklasse I klassifiziert ist. Vor dem Bau des Regenueberlaufbeckens hatte es immer wieder Klagen ueber in der Enz oder am Uferbewuchs sichtbare grobe Schmutzstoffe wie Toilettenpapier, Windeln, Plastikfolien, Hygieneartikel usw gegeben. In den Ablauf des Regenueberlaufbeckens wurde ein Trommelsieb mit 1,5 m Durchmesser und 5,5 m Laenge eingebaut. Das Wasser tritt von aussen nach innen durch das Sieb und laeuft laengs im Trommelinneren mit freiem Wasserspiegel aus. Die Siebtrommel war fuer einen maximalen Durchsatz von 1700 l/s ausgelegt. Das Sieb dreht sich bei Belastung langsam, hebt das Siebgut aus dem Wasser heraus, und eine ueber dem hoechsten Wasserspiegel angeordnete rotierende Buerste wirft das Siebgut wieder ins Wasser zurueck. Damit unterscheidet sich das Trommelsiebverfahren von Feinrechen, bei denen das Siebgut unter fliessendem Wasser abgestreift wird. Ein weiterer Unterschied zwischen Trommelsieb und Feinrechen ist der gezielte Aufbau eines verfilzten Filterteppichs oder Filterkuchens aus dem Siebrueckstand. So wird bei niedriger hydraulischer Flaechenbelastung aus dem Trommelsieb ein Filter. Bei ploetzlicher Vollast kann der Filterteppich durch eine Erhoehung der Umdrehungszahl vom Trommelsieb leicht wieder abgeworfen werden. Der Filter wird dann wieder voruebergehend zum Sieb. Neben der Erprobung des Trommelsiebes konnten 11 Regenereignisse von Hand beprobt werden. Die Analyse der Proben ergab eine grosse und interessante Datenbasis ueber die Qualitaet von Ueberlaufwasser aus Regenueberlaufbecken, die einen Beitrag zum Stand der Wissenschaft leisten. Die Siebanlage hat rechnerisch einen hydraulischen Wirkungsgrad von 97 Prozent, dh nur 3 Prozent des Ueberlaufwassers entwichen ueber den Notueberlauf. Im Vergleich dazu wurden bei statischen Sieben Notueberlaufwassermengen bis zu 50 Prozent gefunden. Das laengsdurchstroemte Trommelsieb in Birkenfeld hielt grobe unaesthetische Schmutzstoffe zuverlaessig zurueck. Mit Ausnahme der absetzbaren Stoffe und der Trockensubstanz waren die Ablaufwerte der Siebanlage besser als die einer Klaeranlage entsprechender Groesse.
Das Projekt "Reaktivierung der Wasserkraftanlage am Brenzursprung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gemeinde Königsbronn durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Wasserkraft als regenerative Energiequelle soll genutzt werden, um am Brenzursprung elektrische Energie zu gewinnen. Hierzu wurden die baulichen Anlagen aus dem Jahre 1890 renoviert sowie die vorhandene Kaplanturbine aus dem Jahre 1927 umgebaut und wieder instandgesetzt. Die seit Jahrhunderten bestehenden Gebäude der 1964 stillgelegten Wasserkraftanlage sowie der benachbarten ehemaligen Hammerschmiede, deren Geschichte sich bis ins 16. Jh. zurückverfolgen lässt, sollen als Zeugnis der langen Tradition der Nutzung der Wasserkraft am Brenzursprung erhalten werden. Die Nutzung der Wasserkraft soll an der Anlage dargestellt werden, früher als ökonomisch erforderlich, heute als ökologisch wertvolle Energiequelle. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: A) Baulicher Umfang. Auf Grund des guten baulichen Zustandes der bestehenden Wasserbauten waren nur wenige bauliche Maßnahmen erforderlich. Durch die Verkleinerung des Laufraddurchmessers wurde eine Innenverkleidung des Saugrohres erforderlich, die als Stahlschalung eingebaut wurde. Die Maßnahmen beschränkten sich im Wesentlichen auf die Erneuerung der Schütze im Zulaufkanal sowie den Einbau eines neuen Rechens. B) Maschinen- und Elektrotechnischer Umfang. Das vorhandene Laufrad von 1927 wurde renoviert und wieder verwendet. Dabei ist der Laufraddurchmesser von 915 mm auf 803 mm reduziert worden, anschließend wurde die Turbine in den vorhandenen Tragring eingebaut. Direkt auf die Turbinenwelle wurde ein neuer Asynchrongenerator gesetzt, ein Getriebe konnte somit entfallen. Elektrische und elektronische Regelungen und Steuereinrichtungen befinden sich in einem Schaltschrank, der im Turbinenhaus aufgestellt ist. Die dort untergebrachten Schaltanlagen umfassen sowohl den Leistungsteil als auch den Steuerungsteil. Fazit: Mit der geplanten Maßnahme soll die Möglichkeit zur Nutzung der potenziellen Energie des Wassers zur Stromerzeugung aufgezeigt werden. Dies einerseits unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes (Wasserkraft als regenerative Energiequelle) und andererseits unter dem Aspekt der Fortführung einer sehr langen Tradition der Nutzung der Wasserkraft am Brenzursprung. Ein Industriedenkmal soll mit Hilfe moderner Technologie erhalten und auch wirtschaftlich sowie ökologisch betrieben werden.
Das Projekt "Standardisierung von Driftuntersuchungen von Kleinlebewesen im Kuehlwassereinstrom von Grosskraftwerken des Oberrheins zur Quantifizierung von Stoerfaellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Zoologisches Institut durchgeführt. Mit der Durchfuehrung des Vorhabens wird die Standardisierung von Driftuntersuchungen angestrebt, um die Schaedigung der Kleinlebewesen nach Stoerfaellen quantitativ ermitteln zu koennen. Dazu sollen zwei Jahresrhythmen der Makrozoobenthosdrift und die Verdriftung von Klein- und Jungfischen im noerdlichen Oberrhein untersucht werden. Probestellen sind das Grosskraftwerk Mannheim und das Rheinhafendampfkraftwerk Karlsruhe. Die Kuehlstroeme der Grosskraftwerke (ueber 14 m3/s) durchlaufen mehrere Rechenanlagen. Die Feinrechen (Siebbaender, Siebtrommeln) entsprechen in ihrer Maschenweite (1 mm bis 1,5 mm) den in der Limnologie verwendeten Driftnetzen. Der Vorteil der Driftentnahme liegt in der ueber tausendfach gefilterten Wassermenge begruendet. Die Probestellen sind jederzeit und einfach zu beproben. Die Individuenzahlen lassen statistisch sichere quantitative Aussagen zu. Die Abhaengigkeit der Drift von Tages- und Jahreszeit, von hydraulischen und physikalischen Faktoren des Rheins wird belegt und erstmals kann die Tages- und Jahresrhythmik der Drift in grossen Stroemen untersucht werden. Damit waere die Probennahme an Kraftwerken standardisiert. Durch die Abweichungen von der Standarddrift koennen erstmals quantitative Aussagen zu letalen und subletalen Schaedigungen (Katastrophendrift) von Kleinlebewesen im Rhein nach Stoerfaellen gemacht werden. Wie eine Voruntersuchung ergab, koennen Neozoen und Wiederbesiedler des Rheins zeitnah fuer einzelne Fliessstrecken erfasst und ihre Ausbreitungsdynamik festgestellt werden (Erfolgskontrolle Rhein 2000). Ergebnisse: Die konventionellen Stromerzeuger entnehmen den Fluessen grosse Mengen Kuehlwasser, je nach Auslastung der Anlagen bis ueber 100000 m3/h. Dieses Brauchwasser wird ueber drei Filterstufen gereinigt. die letzte Filterstufe, das Siebbad, weist eine Maschenweite von ca einem mm2 auf und entspricht damit den in der Limnologie verwendeten Driftnetzen. Die Driftentnahme am Siebband bietet gegenueber der Probennahme mit Driftnetzen den Vorteil, dass eine ueber tausendfach groessere Wassermenge erfasst wird; ausserdem sind die Kraftwerks-Filteranlagen jederzeit und einfach zu beproben. Mit dieser 'Kraftwerksmethode' wurde von Juni 1992 bis Mai 1994 an den Kuehlwasserentnahmestellen des Rheinhafendampfkraftwerkes (RDK) und des Grosskraftwerkes Mannheim (GKM) das aus dem Rhein gefilterte Makrozoobenthos beprobt. Das Ziel des Vorabens war die Ermittlung der Standarddrift und ihres Streubereiches von Kleinlebewesen im Rhein, um bei Stoerfaellen schnell, kostenguenstig und wasserstandsunabhaengig deren Auswirkungen auf die Biozoenose emitteln zu koennen. Um auch zwischen letalen und subletalen Beeintraechtigungen unterscheiden zu koennen, wurden die lebenden und die toten Organismen getrennt erfasst...
Das Projekt "Teilvorhaben TU Cottbus: Durchführung von hydraulisch-technischen und biologischen Versuchen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Umwelttechnik, Lehrstuhl für Wassertechnik und Siedlungswasserbau durchgeführt. Eine zuvor durchgeführte Machbarkeitsstudie zu dem 'Intelligenten Rechen' kam zu der Erkenntnis, dass die Durchführbarkeit des Konzeptes durch nachfolgende Modell- und Tierversuche weiter überprüft werden muss, die grundsätzliche Machbarkeit ist allerdings gegeben. Ziel der Technikumsversuche ist die genaue Abklärung vieler Details. In dieser zweiten Phase der Entwicklung des Rechens sollen die Fragen beantwortet werden, die sich aus den Gebieten des Wasser- und Maschinenbaus, der Hydraulik, der Ökologie und des Betriebes stellen. Die notwendigen Versuche gliedern sich erstens in hydraulisch-technische und zweitens in biologische Versuche und Untersuchungen. Die hydraulisch-technischen Laborversuche untergliedern sich weiter in das Detailmodell Stabform, das Bandmodell und die die Entwicklung des Moduls. Wohingegen bei den biologischen Laborversuchen das Verhalten von unterschiedlichen Fischarten situationsabhängig beobachtet wird. In Freilandversuchen werden neben hydraulisch-technischen ebenfalls auch biologische Versuche durchgeführt.