Veranlassung Methoden des maschinellen Lernens kommen in der gewässerkundlichen Praxis der BfG bisher nur vereinzelt zum Einsatz. Der Einsatz von ML entspricht in vielen Bereichen aber bereits dem Stand von Wissenschaft und Technik und hält zunehmend Einzug auch in gewässerkundliche Fragestellungen. ML besitzt das Potenzial, zum einen bestehende Aufgaben und Methoden qualitativ zu optimieren (z. B. in Form verbesserter Prognosemethoden). Zum anderen werden durch den Einsatz von ML arbeitsaufwändige, mit klassischen Ansätzen nicht leistbare Analysen erst möglich, wodurch auch gänzlich neue oder substanziell erweiterte Leistungen und Produkte entstehen. Der unmittelbare Anwendungs- und Aufgabenbezug von MALPROG lässt diesbezüglich konkrete Ergebnisse für relevante Fachaufgaben sowie zielführende Erkenntnisse für eine Übertragung auf weitere Arbeitsfelder der BfG erwarten. Ziele Die übergeordneten Ziele von MALPROG sind - wissenschaftliche Erkenntnis und Datenharmonisierung: Untersuchung praktischer Anwendbarkeit von Methoden des maschinellen Lernens für ausgewählte BfG-Fachaufgaben (Messdatenplausibilisierung, Abfluss- und Wasserstandsvorhersage, Vegetationskartierung, Ölerkennung) - Technologietransfer: Überführung zielführender Methoden des maschinellen Lernens in zentrale Dienste und Applikationen der BfG - Konsolidierung des Wissens: Initiierung einer BfG-weiten Arbeitsgruppe "KI" zwecks Beratung, Unterstützung, Austausch und Koordination zukünftiger Anwendungen mit Bezug zu Methoden der künstlichen Intelligenz Für die konkrete Anwendung der ML-Methoden für die Fach- und Beratungsaufgaben der BfG sollen - eine weitere Steigerung der Vorhersagegüte erzielt, längerfristige Vorhersageskalen erschlossen und innovative Beratungsprodukte generiert werden, - eine intelligente Vorbeurteilung von Öl-Verschmutzungen ermöglicht werden, die z. B. einen effizienteren Einsatz unbemannter Systeme ermöglicht und den teuren Datentransfer für weitfliegende Systeme wesentlich reduziert, - durch die Anwendung auf digitale Orthofotos eine Identifizierung von Vegetation mit erhöhtem Automatisierungsgrad auf großer Fläche ermöglicht werden, z. B. für eine effiziente Erstellung von Biotoptypenkartierungen und für ein stringentes Vegetationsmonitoring bei Entwicklungsmaßnahmen, - durch Kameraaufnahmen automatisch Makroplastik in fließenden Gewässern identifiziert und klassifiziert werden, - Messfehler von Bodenfeuchtemessungen identifiziert und korrigiert werden. Die vertiefte Befassung mit den Möglichkeiten und Grenzen von ML-Methoden soll die BfG unterstützen, um die rasant zunehmende Menge an (Umwelt-)Daten unter Nutzung steigender Rechenressourcen in eine verbesserte Leistungsfähigkeit ihres Beratungsangebots (z. B. für die WSV, das BMDV, das BMUV) zu überführen. Die Entwicklung von Anwendungsfeldern im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI) ist ein zentrales Ziel der Bundesregierung (KI-Strategie für Deutschland), welches das BMDV für den Verkehrssektor in seinem Aktionsplan "Digitalisierung und Künstliche Intelligenz in der Mobilität" aufgegriffen und weiter konkretisiert hat. Pilothafte Anwendungen belegen aber neben dem hohen Bedarf auch das große Potenzial von Methoden des maschinellen Lernens im Bereich der Gewässerkunde (Prognose, Klassifikation, Regression). Im Rahmen von MALPROG wird die Nutzung KI- bzw. ML-basierter Methoden für konkrete Anwendungsfelder in der Gewässerkunde systematisch untersucht. Als zielführend identifizierte Ansätze werden in die praktische Facharbeit integriert, um letztlich deren Potenzial für konkrete Anwendungen in der Analyse- und Beratungspraxis der BfG und WSV ausschöpfen zu können.
Kontrolle der Eigenüberwachung radioaktiver Emissionen aus kerntechnischen Anlagen Das BfS prüft die Zuverlässigkeit und Qualität der Eigenüberwachung radioaktiver Emissionen durch die Betreiber kerntechnischer Anlagen. Wesentliche Instrumente zur Qualitätssicherung sind ein Kontrollmessprogramm und Ringversuche, die für die Betreiber von kerntechnischen Anlagen bzw. die von ihnen beauftragten Messlabore obligatorisch sind. Seit mehr als 30 Jahren prüft das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) beziehungsweise seine Vorgängerbehörde die Zuverlässigkeit und Qualität der Eigenüberwachung radioaktiver Emissionen durch die Betreiber kerntechnischer Anlagen. Beispiel: Auswertungsergebnis aus dem Ringversuch Abwasser 2023 Instrumente zur Qualitätssicherung Wesentliche Instrumente zur Qualitätssicherung sind ein Kontrollmessprogramm und Ringversuche. Deshalb führt das BfS gemäß § 103 Absatz 4 Strahlenschutzverordnung im Rahmen der Qualitätssicherung Kontrollmessungen an Stichproben durch. Kontrollmessprogramm Das BfS erhält sämtliche Bilanzierungsproben von den Betreibern. Hiervon werden entsprechend der Richtlinie "Kontrolle der Eigenüberwachung radioaktiver Emissionen aus Kernkraftwerken" Proben ausgewählt (siehe Tabelle) und eigene Aktivitätsbestimmungen durchgeführt. Emissionsüberwachung eines Kernkraftwerks: Jährliches Kontrollmessprogramm Fortluft / Abwasser Radionuklid / Radionuklidgruppe Häufigkeit und Art der Kontrollmessung pro Kernkraftwerk Fortluft - Gammastrahler 10 Prozent der wöchentlichen Proben Iodisotope 10 Prozent der wöchentlichen Proben Strontiumisotope 4 vierteljährliche Mischproben Alphastrahler 4 vierteljährliche Mischproben Kohlenstoff-14 mindestens 1 vierteljährliche Mischprobe Tritium mindestens 1 vierteljährliche Mischprobe Radioaktive Edelgase Vergleichsmessungen alle drei Jahre vor Ort Abwasser - Gammastrahler 8 - 9 wöchentliche Mischproben Strontiumisotope 1 vierteljährliche Mischprobe Gesamt-Alpha 1 vierteljährliche Mischprobe Tritium 1 vierteljährliche Mischprobe / 3 monatliche Mischproben Eisen-55 / Nickel-63 1 jährliche Mischprobe Messpräparat Fortluft Ringversuche Das BfS organisiert mit Unterstützung durch die Physikalisch-Technischen Bundesanstalt ( PTB ) jährlich einen Ringversuch "Fortluft" zur Messung der Aktivität ausgewählter Radionuklide auf Standardfilterpräparaten sowie (siehe Abbildung "Messpräparat Fortluft") einen Ringversuch "Abwasser" zur Bestimmung der Radionuklidzusammensetzung einer Modellabwasserprobe und einer realen Abwasserprobe einer kerntechnischen Anlage (siehe Abbildung "Messpräparate Abwasser, die für einen Ringversuch vorbereitet sind"). Messpräparate Abwasser, die für einen Ringversuch vorbereitet sind Außerdem werden im Bereich "Fortluft" in unregelmäßigen Abständen für Tritium und Kohlenstoff-14 auf Molekularsiebproben angeboten. Die Betreiber von kerntechnischen Anlagen bzw. die von ihnen beauftragten Messlabore sind zur Teilnahme an diesen Ringversuchen verpflichtet. Die Ringversuche ermöglichen eine objektive Bewertung der Qualität der im Rahmen der Eigenüberwachung ermittelten Messwerte. In den letzten Jahren haben vermehrt auch internationale Messlabore daran teilgenommen. Interessierte an den Ringversuchen des BfS können sich per E-Mail anmelden: für die Fortluft: leitstelle-fortluft@bfs.de für das Abwasser: leitstelle-h@bfs.de . Fachgespräche Das BfS führt regelmäßig Fachgespräche in den Bereichen "Fortluft" und "Abwasser" durch. Daran nehmen die Betreiber von kerntechnischen Anlagen teil. Hier informiert das BfS über aktuelle Themen, beispielsweise über bei den Kontrollmessungen und Ringversuchen erkannte Problembereiche, und diskutiert diese im Plenum. Darüber hinaus leisten die Fachgespräche einen wichtigen Beitrag zur Vermittlung des Standes von Wissenschaft und Technik im Bereich der Emissionsüberwachung. Stand: 23.07.2025
Im Vorhaben DaCoWind sollen schädigungsbasierte Regelungsverfahren für Windenergieanlagen erforscht werden. Damit soll es möglich sein Windenergieanlagen in Betriebspunkten zu betreiben, die eine Netzstützung unter Berücksichtigung der strukturellen Integrität ermöglichen. Im Gegensatz zum Stand der Wissenschaft und Technik werden nicht nur Arbeitspunkte entsprechend der maximalen Leistungsausbeute betrachtet, sondern auch solche die einen signifikanten Beitrag zur Stützung eines elektrischen Netzes hauptsächlich bestehend aus erneuerbaren Energieerzeugern beitragen können. Hierdurch wird die Adaptivität der Windenergieanlage in Bezug auf seine Umgebungsbedingungen erhöht. Hierzu zählen neben den natürlichen Bedingungen aus dem Wind, bzw. Seegang im Offshore-Bereich, auch die augenblicklichen Eigenschaften des elektrischen Netzes. Mit einer adaptiven Regelung wird ein wesentlicher Beitrag zur Fusion heterogener Energieerzeuger zu einem homogenen Energiesystem geleistet. Im Teilvorhaben von WN werden anwendungsbezogene Fragestellungen zum Verhalten von lastfallspezifischen Ermüdungsprozessen an einem realen Rotorblatt untersucht. Hierbei stellt sich für WN die Frage inwiefern sich das Design der Rotorblätter durch eine erhöhte Adaptivität des Gesamtsystems verändern wird.
Im Vorhaben DaCoWind sollen schädigungsbasierte Regelungsverfahren für Windenergieanlagen erforscht werden. Damit soll es möglich sein Windenergieanlagen in Betriebspunkten zu betreiben, die eine Netzstützung unter Berücksichtigung der strukturellen Integrität ermöglichen . Im Gegensatz zum Stand der Wissenschaft und Technik werden nicht nur Arbeitspunkte entsprechend der maximalen Leistungsausbeute betrachtet, sondern auch solche die einen signifikanten Beitrag zur Stützung eines elektrischen Netzes hauptsächlich bestehend aus erneuerbaren Energieerzeugern beitragen können. Hierdurch wird die Adaptivität der Windenergieanlage in Bezug auf seine Umgebungsbedingungen erhöht. Hierzu zählen neben den natürlichen Bedingungen aus dem Wind, bzw. Seegang im Offshore-Bereich, auch die augenblicklichen Eigenschaften des elektrischen Netzes. Mit einer adaptiven Regelung wird ein wesentlicher Beitrag zur Fusion heterogener Energieerzeuger zu einem homogenen Energiesystem geleistet. Im Teilvorhaben von W2E wird eine Modellprädiktive Regelung für den Prototypeneinsatz entwickelt. Gerade die Frage der Echtzeitfähigkeit des Gesamtsystems ist eine der großen wissenschaftlich-technischen Herausforderungen dieses Vorhabens.
Im Vorhaben DaCoWind sollen schädigungsbasierte Regelungsverfahren für Windenergieanlagen erforscht werden. Damit soll es möglich sein Windenergieanlagen in Betriebspunkten zu betreiben, die eine Netzstützung unter Berücksichtigung der strukturellen Integrität ermöglichen . Im Gegensatz zum Stand der Wissenschaft und Technik werden nicht nur Arbeitspunkte entsprechend der maximalen Leistungsausbeute betrachtet, sondern auch solche die einen signifikanten Beitrag zur Stützung eines elektrischen Netzes hauptsächlich bestehend aus erneuerbaren Energieerzeugern beitragen können. Hierdurch wird die Adaptivität der Windenergieanlage in Bezug auf seine Umgebungsbedingungen erhöht. Hierzu zählen neben den natürlichen Bedingungen aus dem Wind, bzw. Seegang im Offshore-Bereich, auch die augenblicklichen Eigenschaften des elektrischen Netzes. Mit einer adaptiven Regelung wird ein wesentlicher Beitrag zur Fusion heterogener Energieerzeuger zu einem homogenen Energiesystem geleistet. Im Teilvorhaben von W2E wird eine Modellprädiktive Regelung für den Prototypeneinsatz entwickelt. Gerade die Frage der Echtzeitfähigkeit des Gesamtsystems ist eine der großen wissenschaftlich-technischen Herausforderungen dieses Vorhabens.
Die Bodenversiegelung als Folge anthropogener Flaechennutzung nimmt staendig zu. Innenstaedte und Gewerbegebiete erreichen nicht selten Versiegelungsgrade von mehr als 85 Prozent. Dabei wird die tiefbautechnisch uebliche, an hohen Anforderungen orientierte Befestigung von Parkplaetzen zunehmend kritisch gesehen. Bei nur periodisch oder gering belasteten Parkplaetzen wuerden sich vielfach auch Schotterrasen anbieten, die visuell, kleinklimatisch, oekologisch und kostenmaessig einen guenstige Alternative zu den altbekannten Rasengittersteinen und den in neuerer Zeit vielfach entwickelten Rasenfugenpflaster und Steinsystemen aus haufwerksporigem Beton (Einkornbeton) darstellen koennen. Obwohl Schotterrasen eigentlich eine alte Bauweise sind, entsprechen sie zumeist nicht den heutigen Anforderungen, da in der Vergangenheit keine Weiterentwicklung erfolgt ist. Ein definierter, in Normen oder Richtlinien niedergelegter Stand von Wissenschaft und Technik liegt nicht vor. Alternative Belagsarten wie Schotterdecken und wasserdurchlaessige Pflastersteinsysteme sind zumeist langfristig nicht ausreichend wasserdurchlaessig (wie in einer Dissertation der Universitaet Hannover nachgewiesen wurde) und, zumindest im Fall der Steinsysteme, auch mit erheblich hoeheren Baukosten verbunden. Literatur zu Schotterrasen gibt es generell wenig. In den einschlaegigen Fachbuechern findet sich nur jeweils ein kurzer, zum Teil nicht einmal einseitiger Abschnitt. Zu den Grenzen der Belastbarkeit aus Sicht der Vegetation sind ueberhaupt keine Untersuchungen bekannt. Auf eine aufwendige Kanalisation kann bei Schotterrasenparkplaetzen zumeist verzichtet werden. Sie koennen deshalb zur Entlastung des Kanalnetzes durch Versickerung von Oberflaechenwasser und zur Grundwasserneubildung beitragen. Die Eignung von Schotterrasen als Belag fuer gering belastete Verkehrs- und Stellflaechen fuer den KFZ-Verkehr, z.B. Parkplaetze, Feuerwehrzufahrten, Festplaetze, ist durch die Belastbarkeit und das Regenerationsverhalten der Rasennarbe begrenzt. Waehrend die infrage kommenden Graeser und die fuer eine ausreichende Tragfaehigkeit notwendigen Oberbauten bekannt sind, fehlen Kenntnisse ueber Eignung und Verhalten der Rasennarbe in Abhaengigkeit von unterschiedlichen Bauweisen, Baustoffen, Pflegeintensitaet und -frequenz, die in einem Freilandversuch untersucht werden. Aus den Ergebnissen des Vorhabens sollen Empfehlungen fuer Eignung und Anlage von Schotterrasenflaechen in Abhaengigkeit von der jeweiligen Belastung ableitbar sein. Wo Schotterrasen dann anstelle 'harter' Flaechenbefestigungen geeignet sind, koennen Bau- und Entwaesserungskosten (Abwasserabgabe, Kanalgebuehren) gespart werden. Deshalb sind auch Messungen zu Wasserdurchlaessigkeit und Versickerung, sowie die Erfassung des in das Kanalnetz zu leitenden restlichen Sickerwassers geplant. Der Versuchsplan wurde mit dem Foerdererkreis Landschafts- und Sportplatzbauliche Forschung Giessen e.V. abgestimmt und von diesem befuerwortet.
Zum gegenwärtigen Stand von Wissenschaft und Technik bei der Planung und dem Betrieb von Verteilnetzen werden die zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels auf die Versorgungsinfrastruktur bislang nur unzureichend berücksichtigt. Um den technischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Risiken, die sich aus den ansteigenden Umwelteinflüssen ergeben, in der Netzplanung und dem Netzbetrieb angemessen Rechnung zu tragen, ist eine Überprüfung der derzeitigen Planungs- und Betriebsgrundsätze und eine Anpassung an ihre zukünftigen Anforderungen dringend vonnöten. Im Fokus des Teilvorhabens der BUW steht daher die Ableitung zukunftsgerechter Grundsätze zur Planung und zum Betrieb von klimaresilienten Verteilnetzen. In Zusammenarbeit mit dem Projektkonsortium werden dabei zunächst die Auswirkungen des Klimawandels auf die Versorgungsinfrastrukturen analysiert und in Netzrisikokarten ausgewiesen. Anschließend wird der Nutzen verschiedener planerischer und betrieblicher Handlungsoptionen als Gegenmaßnahmen zu den Auswirkungen des Klimawandels evaluiert. Resultierende Handlungsempfehlungen werden abschließend in einem Leitfaden veröffentlicht, sodass auch nicht direkt am Projekt beteiligte Verteilnetzbetreiber ihre Planungs- und Betriebsgrundsätze hinreichend überarbeiten können.
Zum gegenwärtigen Stand von Wissenschaft und Technik bei der Planung und dem Betrieb von Verteilnetzen werden die zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels auf die Versorgungsinfrastruktur bislang nur unzureichend berücksichtigt. Um den technischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Risiken, die sich aus den ansteigenden Umwelteinflüssen ergeben, in der Netzplanung und dem Netzbetrieb angemessen Rechnung zu tragen, ist eine Überprüfung der derzeitigen Planungs- und Betriebsgrundsätze und eine Anpassung an ihre zukünftigen Anforderungen dringend vonnöten. Im Fokus des Teilvorhabens der BUW steht daher die Ableitung zukunftsgerechter Grundsätze zur Planung und zum Betrieb von klimaresilienten Verteilnetzen. In Zusammenarbeit mit dem Projektkonsortium werden dabei zunächst die Auswirkungen des Klimawandels auf die Versorgungsinfrastrukturen analysiert und in Netzrisikokarten ausgewiesen. Anschließend wird der Nutzen verschiedener planerischer und betrieblicher Handlungsoptionen als Gegenmaßnahmen zu den Auswirkungen des Klimawandels evaluiert. Resultierende Handlungsempfehlungen werden abschließend in einem Leitfaden veröffentlicht, sodass auch nicht direkt am Projekt beteiligte Verteilnetzbetreiber ihre Planungs- und Betriebsgrundsätze hinreichend überarbeiten können.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 466 |
| Land | 7 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 234 |
| Gesetzestext | 2 |
| Text | 144 |
| unbekannt | 95 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 217 |
| offen | 258 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 471 |
| Englisch | 52 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 2 |
| Dokument | 133 |
| Keine | 236 |
| Multimedia | 5 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 108 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 201 |
| Lebewesen und Lebensräume | 336 |
| Luft | 141 |
| Mensch und Umwelt | 460 |
| Wasser | 125 |
| Weitere | 475 |