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Modellierung der abflussabhaengigen Eignung von Fliessgewaesserabschnitten als Lebensraum fuer Fische

Problemstellung: Die artspezifische Eignung von Fliessgewaesserabschnitten fuer Fische haengt in Abwesenheit deutlicher wasserchemischer Defizite in erster Linie von der Gewaesserstruktur sowie den Stroemungs- und Tiefenverhaeltnissen ab. Insbesondere vor dem Hintergrund des Gewaesserverbaus sowie der Restwasserproblematik ist die Bewertung der Fischhabitatqualitaet in Abhaengigkeit verschiedener Planungsalternativen (z.B. Restwasserfuehrung) bedeutsam. Zielsetzung: Ermittlung artspezifischer Habitatpraeferenzen, - Modellierung der Habitateignung in Abhaengigkeit von Gewaesserstruktur und Abfluss. Stand der Arbeit: An mehreren Gewaessern wurden erste Korrelationen zwischen Fischverteilung und mehreren strukturellen und hydraulischen Parametern erfasst und in ein bestehendes hydraulisches Modell des wasserbaulichen Kooperationspartners eingebracht.

Hydrodynamik des Genfer Sees

Die bisherigen Untersuchungen galten der Identifizierung der Mechanismen, die die Beckenweite, interne Zirkulation des Sees bestimmen. Die Daten zeigen, dass die vom Wind angeregten Bewegungen Eigenschaften haben, die entscheidend von der Erddrehung und der Bodenform bestimmt werden. Ihre dynamische Struktur ist eher in Analogie zur Zirkulation der Ozeane als zu beckenweiten Schwerewellen, wie sie in kleinen Seen auftreten, zu verstehen. Die weiteren experimentellen Untersuchungen konzentrieren sich auf Stroemungs- und Mischungsvorgaenge im kuestennahen, unmittelbar antrophogen genutzten Bereich entlang des Nordufers des Genfer Sees. Die Analyse dieser Transportprozesse, welche entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung des trophischen Zustandes des Sees haben, erfolgt unter Beruecksichtigung der Korrelation mit atmosphaerischen Prozessen, der Kopplung an beckenweite, interne Vorgaenge und der Auswirkung auf Sedimenttransport. Ziel ist darueber hinaus die Bestimmung von Mischungskoeffizienten.

Lokomotion der Fische

Die Fortbewegung der Fische ist funktionell mindestens so vielfaeltig wie das Gehen an Land und Fliegen in der Luft. Der Bezug eines Fisches zur Umwelt aeussert sich in bestimmten Lokomotionsweisen. Jedoch gibt es eine 'Ur-Lokomotion' bei Fischen: die Schlaengelbewegung. Nur ist heute nicht klar, ob die Schlaengelbewegung vom Nervensystem gesteuert wird oder sich durch die physikalischen Eigenschaften des Fischkoerpers ergibt. (Vgl. Blight A., Biol. Rev. 52, 181-218, 1977).

Datierung von alten Grundwaessern

Um Informationen ueber mittlere Verweilzeiten, ueber Herkunft und Fliesswege von Grundwaessern zu erhalten, werden Isotopenmethoden (radioaktive und stabile Nuklide) eingesetzt. Messungen werden v.a. an Waessern der NAGRA-Bohrungen und an benachbarten Waessern durchgefuehrt und interpretiert. Da bereits sehr alte Waesser gefunden wurden, werden neue Methoden mit einem groesseren Datierungsbereich benoetigt, z.B. mit Chlor-36 und Krypton-81. Diese Methoden sind in Entwicklung.

Atmosphaerenmischung, untersucht mit Argon-37

Die Messung der atmosphaerischen Ar-37-Aktivitaet, welche heute natuerliche und kuenstliche Ursachen hat, soll fortgesetzt werden. Damit werden einerseits globale Durchmischungsprozesse in der Atmosphaere untersucht. Andererseits wird Information ueber lokale oder regionale Erhoehungen kuenstlichen Ursprungs gewonnen, vor allem wenn mit Kr-85 und Tritium-Messungen und mit anderen Daten verglichen wird.

Anwendung von Tracermethoden in der Hydrologie

Das Projekt setzt sich aus mehreren Teilprojekten zusammen. Einerseits geht es um die Weiterentwicklung der Methodik der Tracerhydrologie in den verschiedenen Anwendungsbereichen Porengrundwasser, Karstgrundwasser, nicht-karstiges Festgesteinsgrundwasser, Wasser in Gletschern, in Boden und Wasserbewegungen in Seen. Andererseits werden auch regionalhydrologische Fragen untersucht, so im Luterbachtal, im Alpsteingebiet, im Langetental, in verschiedenen Schweizerseen, im Peloponnes (GR) und im Oberharz (BRD). Das Projekt umfasst Labor- und Feldversuche, Modellstudien, experimentelle und empirische Untersuchungen.

Teilprojekt 'MISTRAL' zum REGIO-KLIMA-PROJEKT (Klimaforschungsprogramm der Regio Basiliensis)

Ziel des Regionalen Klimaforschungsprogrammes REKLIP ist die umfassende Kenntnis der klimatischen Vorgaenge im mittleren und suedlichen Oberrhein- und unteren Hochrheintal zwischen den Gebirgszuegen Jura, Vogesen und Schwarzwald. Das schweizerische Teilprojekt MISTRAL (Modell fuer Immissionsschutz bei Transport und Ausbreitung von Luftschadstoffen) untersucht die Luftstroemungen der Nordwestschweiz. Mit Windfeld- und Luftfremdstoffausbreitungsmodellen koennen Massnahmen zum Immissionsschutz ueberprueft und die Wirksamkeit vorausgesagt werden.

Validierung von Sonneneinstrahlungsmodellen (IEA Task IX b)

Aus einer Vielzahl von Modellen, welche meteorologische Parameter in Global- und Diffuseinstrahlung auf horizontale und geneigte Flaechen umsetzen, sind - im Rahmen einer Mitarbeit am Programm 'Solar radiation and pyranometry studies' der Internationalen Energie Agentur - diejenige auszusuchen, die fuer schweizerische Verhaeltnisse, mit schweizerischen Daten die besten Resultate liefern. In Zusammenarbeit mit Prof. O. Guisan (Universite de Geneve) werden saemtliche anwendungsorientierte Varianten untersucht, von simplen Umrechnungsverfahren zwischen Flaechen verschiedener Orientierung auf statistischer Basis (Monatssummen) bis zu komplexeren Loesungen der Stroemungsgleichungen der Sonnenstrahlung in der Erdatmosphaere (quasi-Momentanwerte fuer Simulationszwecke)

Lufthaushalt ueber Ballungsgebieten

Im neu begonnenen Vorhaben Lufthaushalt ueber Ballungsgebieten wird versucht, ein mathematisches Modell zu entwickeln, das eine quantitative Analyse der Struktur einer Waermeinsel ermoeglichen soll. Mit diesem Modell soll dann am Beispiel groesserer schweizerischer Staedte untersucht werden, wie die vertikale sowie horizontale Struktur einer Waermeinsel aussieht und unter welchen Wetterbedingungen sie auftreten kann. Insbesondere soll erforscht werden, welche Bedeutung anthropogene Abgaben von Luftfremdstoffen und Energie bei der Ausbildung einer solchen Waermeinsel haben und wie sie deren Stabilitaet beeinflussen koennen.

Zweiphasenfluss-Experiment im gekluefteten Kristallin im Hartgesteinslabor AESPOE Stroemungsverhaeltnisse im Stollennahfeld

Mit der Durchfuehrung des geplanten In-Situ-Zweiphasenfluss-Experimentes im Hartgesteinslabor AESPOE (Schweden) wird ein kalibriertes dreidimensionales Modell zur Beschreibung der Einphasen-Stroemung im Nahbereich von Endlagerstrecken und ein zweidimensionales Modell fuer die Zweiphasenstroemung im geplanten Dipol-Experiment zur Verfuegung gestellt. Darueber hinaus werden der Rechencode MUFTE UG hinsichtlich der 3D-Zweiphasen-Zweikomponenten Modellierung erweitert und 3D-Anwendungsrechnungen durchgefuehrt. Mit diesen Modellen wird es moeglich sein, den Verbleib von Gasen in einem gekluefteten Gebirge systemgerecht zu simulieren und die langfristige Entwicklung einer Zweiphasenstroemung aufzuzeigen. Unter der Voraussetzung, dass bei der BGR das Transportprogramm fuer den Zweiphasenfluss mit Erfolg erstellt werden kann, wird die Moeglichkeit der komplexen Simulation der Radionuklidausbreitung bei Anwesenheit einer zweiten Phase gegeben sein. Darueber hinaus werden die Methoden zur Standorterkundung mittels geoelektrischer Messungen und zur Bestimmung von Gasgehalten und -freisetzungen unter den Bedingungen des HRL Aespo ueberprueft und weiterentwickelt und damit allgemein anwendbare Verfahren zur Verfuegung gestellt.

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