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WRRL Seetypen

Zu den Grundlagen der biologischen Bewertung gemäß WRRL gehören das Aufstellen einer Gewässertypologie und die Ausweisung von Gewässertypen. Diese sind elementare Grundlagen für die typspezifische biologische Bewertung, die Ausweisung der Wasserkörper und das Aufstellen eines Monitoring-Netzwerkes. Aber auch die Erstellung der Bewirtschaftungspläne und damit die Maßnahmenplanung erfolgt typspezifisch. In der Ökoregion "Norddeutsches Tiefland" werden insgesamt sieben Seetypen unterschieden, darunter sechs natürliche Typen und ein Sondertyp für künstliche Seen.

Messstellen Chemie

Derzeit werden die allgemeinen physikalisch-chemischen Parameter (ACP) in 72 Wasserkörpern und die flussgebietsspezifischen Schadstoffe in 73 Wasserkörpern untersucht. Die flussgebietsspezifischen Schadstoffe und die ACP werden zur unterstützenden Bewertung des ökologischen Zustandes der Seen herangezogen. Im Rahmen des chemischen Monitorings für die WRRL wird je See eine repräsentative Messstelle, welche zumeist an der tiefsten Stelle liegt, beprobt. Die ACP Gesamtphosphorkonzentration und Sichttiefe werden bei den Seen anhand von sogenannten Orientierungswerten beurteilt. Sie dienen in der Regel der Plausibilisierung der Bewertung anhand der biologischen Qualitätskomponenten. Die flussgebietsspezifischen Schadstoffe beziehen sich sowohl auf die Wasserphase als auch auf das Sediment. Sie gehen nach dem one out all out Prinzip in die Bewertung des ökologischen Zustandes ein. Ist eine Umweltqualitätsnorm überschritten, kann demnach der ökologische Zustand höchstens mäßig sein.

Vorranggewässer Seen

Zur Bewirtschaftung der Oberflächengewässer besteht in Schleswig-Holstein eine Vorranggewässerkulisse. Diese umfasst unter anderem die ökologisch wertvollsten Seen bzw. solche mit dem besten Entwicklungspotenzial zur Zielerreichung nach EG WRRL. Für die Auswahl der Vorrangseen wurden alle 73 berichtspflichtigen Seen Schleswig-Holsteins größer 50 ha sowie einige Seen kleiner 50 ha, die als FFH-Lebensraumtyp gemeldet wurden berücksichtigt. Unter den 73 berichtspflichtigen Seen wurden 23 als Vorranggewässer ausgewählt, an denen notwendige Maßnahmen geplant und umgesetzt werden sollen.

Messstellen Phytoplankton

Derzeit wird das Phytoplankton an 78 Wasserkörpern untersucht. Für die WRRL werden fünf Wasserkörper in der überblicksweisen Überwachung und 67 Wasserkörper im operativen Messnetz anhand des Phytoplanktons untersucht. Weiterhin sind sechs nicht berichtspflichtige Seen kleiner 50 ha im regelmäßigen Monitoring, darunter in SH besonders seltene und schützenswerte Seetypen, wie die karbonatarmen Weichwasserseen sowie Seen, die ökologisch noch weitgehend intakt sind.

WRRL Wasserkörper Seen

Die Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) folgt dem Grundsatz, dass Flussgebiete als Ganzes zu betrachten und zu bewirtschaften sind. Für die praktische Arbeit – z. B. für die Erarbeitung der Bewirtschaftungspläne oder für die Bestandsaufnahme des Zustands der Seen – werden aber handhabbare Untereinheiten gebildet. Wasserkörper stellen hierbei die kleinste Einheit dar, die die WRRL betrachtet. Das WRRL-Monitoring bezieht sich in Schleswig-Holstein auf 73 Wasserkörper mit jeweils einer Seefläche von mehr als 50 ha, davon sind 62 Seen natürlich und elf Seen künstlich entstanden. Hinsichtlich dieser Seen ist Deutschland berichtspflichtig gegenüber der EU.

WRRL Überblicksweise Überwachung Seen

Die überblicksweise Überwachung dient der Bewertung des Zustands und langfristiger Veränderungen und wird in Schleswig-Holstein an den fünf großen Seen größer 10 km² Seefläche durchgeführt. Eine überblicksweise chemische Überwachung findet mindestens einmal in sechs Jahren statt. Bei der biologischen Überwachung der Seen liegt das Intervall bei einem bis drei Jahren.

WRRL Operative Überwachung Seen

Die operative Überwachung wird an 67 Seen mit einer Seefläche größer 50 ha durchgeführt, welche die geltenden Umweltziele wahrscheinlich nicht erfüllen, um das Ausmaß und die Auswirkung der Belastungen und die Wirkung der durchgeführten Maßnahmen beurteilen zu können, sowie an Wasserkörpern, in die prioritäre Stoffe eingeleitet werden. Hierbei werden solche biologischen Qualitätskomponenten und stoffliche Parameter überwacht, die auf die Belastungen am empfindlichsten bzw. deutlichsten reagieren. Der Untersuchungsumfang wird während des Bewirtschaftungszeitraums den Erfordernissen angepasst.

Anlagenbezogener Gewaesserschutz bei einem 380-kV-Drehstrom-Kabelsystem

West-Berlin stellte seit dem 2. Weltkrieg auch von der Stromversorgung her eine Insel dar. Die BEWAG beabsichtigte deshalb 1990, die Stadt ueber ein 380-kV-Drehstrom-System an das westeuropaeische Verbundnetz anzuschliessen. Der Leitungsbau war noch mit der DDR-Regierung ausgehandelt worden. Ausserhalb der Stadtgrenze sollte das System als Freileitung gefuehrt, innerhalb der Stadt vom Teufelsbruch bis zum Kraftwerk Reuter dann auf Senatsbeschluss aus Gruenden der Sicherheit, des Umwelt- und des Landschaftsschutzes unterirdisch gelegt werden. Die BEWAG betrieb bereits eine aehnliche unterirdische Kabelanlage in der Stadt, die als Referenzobjekt dienen konnte. Unterirdische Stromkabel beduerfen einer elektrischen Isolierung. In der Regel besteht sie aus oelgetraenktem Papier (erst neueste Entwicklungen verwenden oelfreie Isolierungen aus Polyethylen). Im Inneren eines solchen Kabels befindet sich ein Kupferhohlleiter, in den sich freies Isolieroel, das nicht an das Papier gebunden ist, bewegen kann. Das Isolieroel ist eine wassergefaehrdende Fluessigkeit. Ein solches Kabel stellt also eine Anlage zum Verwenden wassergefaehrdender Stoffe im Sinne des Paragraphen 19g (1) Wasserhaushaltsgesetz dar. Im Einvernehmen mit der Senatsverwaltung fuer Stadtentwicklung und Umweltschutz als zustaendiger Wasserbehoerde wurde das IWS von der BEWAG beauftragt, die Planungen der Anlage bezueglich des Boden- und Grundwasserschutzes zu untersuchen und festzustellen, ob von ihr keine Besorgnis einer Gewaessergefaehrdung ausginge.

Soil moisture distribution at the Hordorf (Central Germany) groundtruthing site determined by mobile Cosmic Ray Neutron Sensing

Cosmic Ray neutron sensing (CRNS) is an emerging technology which is used to close the scaling gap between point measurements, such as TDR or soil samples, and the airborne remote sensing data. CRNS estimates the area-average soil water content by the detection of soil-reflected cosmic-ray neutrons in air. This method is characterized by an non-linearly shaped horizontal footprint of hundreds of meters and a vertical footprint of tens of centimetres (Köhli et al. 2015). During the campaign, a portable sensor (the so-called CRNS Rover) was used to study the spatial soil moisture variability in the target area in Hordorf. The rover was equipped with a CRNS-RV unit from Hydroinnova LLC (HI-RC01 detector) and a polyethylene shield below the detector to better reduce local effects of the field track. Neutron count data were processed including several physical, soil, and terrain corrections (see Schrön 2020, cfg file and the software <https://git.ufz.de/CRNS/cornish_pasdy>) to obtain the spatial soil moisture distribution at the Hordorf ground truthing site.

Chemische Kopplung polymerer Werkstoffe mit funktionalisiertem PTFE-Mikropulver bzw. mit modifiziertem Polyethylen zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften

Das Ziel des geplanten Verbundforschungsvorhabens besteht in der Entwicklung neuartiger Werkstoffe für tribologische Anwendungen auf Basis von elastomeren, thermoplastischen und duromeren Grundwerkstoffen mit chemisch gekoppelten Polytetrafluorethylen-Mikropulvern (PTFE) bzw. inkorporiertem PE. Aus dem gesamten Spektrum der technischen Polymere werden repräsentative Vertreter aus den drei Kunststoffgruppen ausgewählt und für tribologische Einsatzgebiete entsprechend modifiziert. Carbonsäurefunktionalisierte PTFE-Mikropulver als Basismaterialien entstehen durch Strahlenmodifizierung von PTFE in Gegenwart von Sauerstoff. Die Synthese der speziell für die Kopplung mit anderen Polymersystemen modifizierten PTFE-Mikropulver bildet somit den Ausgangspunkt für die ingenieurtechnischen Arbeiten. Die Modifizierung von PA-66 durch chemische Kopplung mit maleinsäureanhydridgepfropftem Polyethylen (PE) mit der anschließenden selektiven Vernetzung des PE ist ein weiteres Arbeitsziel für vergleichende Untersuchungen zu den chemisch gekoppelten PTFE-Polyamidmaterialien. PTFE und PE zeichnen sich durch niedrige adhäsive Haftung bzw. Reibungszahl aus. PE besitzt zwar eine geringe Wärmeformstabilität, liegt aber preislich weit unterhalb von PTFE-Werkstoffen. Nach der Herstellung der neuen Werkstoffsysteme werden diese hinsichtlich der mechanischen und tribologischen Eigenschaften charakterisiert. Analog zu den Ergebnissen aus vorangegangenen Untersuchungen zur Herstellung und Charakterisierung von PTFE-Polyamid-6-Materialien am IPF und LKT wird durch die chemische Kopplung von PTFE bzw. PE mit den Matrixpolymeren anstelle der bisherigen physikalisch gebundenen Einlagerung die Verbesserung der tribologischen Eigenschaften und vor allem eine Erniedrigung der Reibungszahl und die Erhöhung der Verschleißfestigkeit angestrebt. Die chemisch gekoppelten PTFE bzw. PE-Werkstoffsysteme besitzen den Vorteil, dass die für die Verbesserung der tribologischen Eigenschaften verantwortlichen Zusatzstoffe nicht mehr aus der Matrix heraus gerieben werden können. Es sind somit die werkstoff- und verfahrenstechnischen Grundlagen für völlig neuartige Tribowerkstoffe zu entwickeln.Über die Untersuchung der Verarbeitungsbedingungen und eine erste Optimierung der tribologischen und Werkstoffeigenschaften werden grundlegende Erkenntnisse zu den Zusammenhängen zwischen den Strukturbildungs- und Struktur-Eigenschaftsbeziehungen erarbeitet. Der Ausgangspunkt für die Forschungsarbeiten in diesem Verbundprojekt sind die bisher erfolgreich durchgeführten Arbeiten zu einer chemischen Kopplung zwischen PTFE und PA-6 am IPF. Für die Elastomerkopplung werden die PTFE-PA-Produkte mit olefinischen Doppelbindungen modifiziert, die in der Mischungsherstellung bzw. während der Vulkanisation unter chemischer Kopplung mit dem Matrixelastomer reagieren. usw.

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