Nach derzeitigem Kenntnisstand nutzen wandernde Fischarten die Strömung eines Fließgewässers zur Orientierung. Sie schwimmen gegen die Strömung gerichtet flussaufwärts. Dabei verbrauchen sie Energie. Der Energieverbrauch steigt mit der stärke der Gegenströmung, die der Fisch im Querprofil des Flusses wählt. Es gibt Hinweise, dass der Wanderweg im Querschnitt eines Gewässers dabei nicht zufällig gewählt ist, sondern einen Wanderkorridor gewählt wird, in dem die Strömung zur Orientierung ausreicht aber möglichst geringe Energiekosten verursacht. Im Projekt soll untersucht werden, ob sich solch ein Wanderkorridor belegen und anhand welcher abiotischer Faktoren er sich beschreiben lässt. Dabei werden neben der Strömungsgeschwindigkeit und -richtung auch weitere Faktoren untersucht. Ziel des Projektes ist es, Wanderkorridore für unterschiedliche Arten modellhaft zu beschreiben und Schlüsselfaktoren für eine räumliche und zeitliche Abgrenzung von Wanderkorridoren zu ermitteln.
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)
Fischaufstiegsanlagen (FAA) haben eine wesentliche Bedeutung für die Herstellung der fischökologischen Durchgängigkeit von Querbauwerken. Allerdings ist das Verständnis der Auffindbarkeit von FAA insbesondere in großen BWaStr derzeit noch begrenzt. Nach derzeitigem Kenntnisstand zur Planung von FAA folgen wandernde Fische einer Leitströmung aus dem Unterwasser in den Einstieg der FAA. Welche konkreten hydraulische Parameter dabei eine signifikante Rolle spielen ist aber unbekannt. Ebenso ist die Frage der potenziellen Bedeutung anderer abiotischer Faktoren wir Morphologie, Akustik oder Lichtintensität nicht ausreichend geklärt, insbesondere für die potamodromen Arten Mitteleuropas. Anhand hydraulischer und anderer abiotischer Faktoren sowie einer Analyse von Fischbewegungsmustern im Unterwasser von Querbauwerken sollen Aufstiegskorridore von Wanderfischen identifiziert, parametrisiert und modelliert werden. Ziel des Projektes ist es, Aufstiegskorridore anhand abiotischer Faktoren räumlich abzugrenzen und somit die Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen und den Stand der Technik für Planungen von FAA in BWaStr zu verbessern.
Der Energieverbrauch in öffentlichen Gebäuden kann durch die Veränderung des Nutzerverhaltens um bis zu 40 Prozent gesenkt werden. Ziel des Forschungsprojekts ist es, Strategien zur Beeinflussung bzw. Optimierung des Energieeinsparverhaltens der Nutzerinnen und Nutzer in Bürogebäuden zu erarbeiten. Durch die direkte Einbindung der Beschäftigten sollen alltagstaugliche und leicht umsetzbare Strategien entwickelt und die praktische Anwendbarkeit dieser untersucht und in der Heizperiode 2018/2019 in einer Pilotphase umgesetzt werden. Ausgangslage: Um die Energieeffizienz von Büros und Bürogebäuden zu steigern, werden viele technische Lösungen entwickelt und angewandt. Die tatsächliche Wirksamkeit und Nachhaltigkeit dieser Maßnahmen entsprechen allerdings häufig nicht den Erwartungen. Insbesondere bei der Energieeffizienz in Bürogebäuden ist die tatsächlich erreichte Nachhaltigkeitsleistung technikzentrierter Effizienzmaßnahmen oft geringer als die vorhergesagte Leistung. Dies liegt vor allem daran, dass der Einfluss von Nutzerinnen und Nutzern auf den Gebäudebetrieb - etwa Angestellte, Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer, Gebäudemanagerinnen und -manager etc. - nicht beachtet wird. Alltägliche Verhaltensmuster und Routinen führen vielfach zu Rebound-Effekten, die Energie verbrauchen und damit Kosten verursachen. Studien zeigen, dass durch die gezielte Veränderung des Nutzerverhaltens ein wesentlicher Beitrag zur Reduktion des Energieverbrauchs und damit zum Erreichen der Klimaziele in Bürogebäuden geleistet werden kann. Ziel: Ziel des Forschungsprojekts ist es, Strategien zur Beeinflussung und Optimierung des Energieeinsparverhaltens von Nutzerinnen und Nutzern in Büro- und Verwaltungsgebäuden zu erarbeiten. Mithilfe sozialempirischer Methoden werden mögliche Strategien zur Unterstützung des Energieeinsparverhaltens eruiert, wobei die Nutzerakzeptanz und eine dauerhafte intrinsische Motivation im Fokus der Betrachtung stehen. Das Monitoring des Raumklimas in den Büros ermöglicht zudem die Validierung der Strategien anhand quantitativer Indikatoren. Die entwickelten Strategien sollen weiterhin auf ihre praktische Anwendbarkeit geprüft sowie in der Heizperiode 2018/2019 in einer Pilotphase umgesetzt werden. Abschließend soll eine Potenzialabschätzung der verschiedenen Strategien vorgenommen werden.
Das Einschwimmen in eine Fischaufstiegsanlage ist ein eigenständiger Prozess. Mittels individuenbasierter Modellierung soll das Verhalten vor allem von kleinen, schwimmschwachen Fischarten modelliert werden, um die Einstiege von Fischaufstiegsanlagen hydraulisch optimieren zu können. Aufgabenstellung und Ziel Für die Funktionsfähigkeit einer Fischaufstiegsanlage (FAA) müssen die Auffindbarkeit und Passierbarkeit gewährleistet sein. Die Verbindung von Auffinden und Passieren ist das Einschwimmen in den Einstieg der FAA, das als separater Prozess betrachtet werden kann. Es geht mit deutlichen Änderungen der Umgebungsbedingungen des aufwärts schwimmenden Fischs einher: In der FAA ist der Bewegungsraum deutlich beschränkter und die Fließgeschwindigkeiten sind stellenweise deutlich höher als im Fluss. Für die möglichst verzögerungsfreie Überwindung einer Staustufe mittels einer FAA ist anzustreben, dass diese Änderungen keine negativen Auswirkungen auf die Wanderung haben. Für die Betrachtung des Einschwimmverhaltens soll ein individuenbasiertes Modell (IBM) erstellt werden, welches die räumlich kaum begrenzte Unterwasserumgebung von Stauanlagen mit der räumlich stark begrenzten FAA-Beckenumgebung verbindet. Dazu sollen die an der BAW gewonnenen Daten aus ethohydraulischen Versuchen genutzt werden (Titelbild, z. B. Schütz et al. 2024). Aus den Fischbeobachtungen und den hydraulischen Daten sollen durch „Pattern-oriented Modeling” Verhaltensmuster und Verhaltensregeln entwickelt werden. Mit den Verhaltensregeln soll das Verhaltensmodell „ELAM-de“ (Gisen et al. 2022) weiterentwickelt werden. Für die Erstellung des Verhaltensmodells kommt zunächst der manuelle, explorative Ansatz in Frage. Zusätzlich sollen auch KI-Ansätze wie z. B. Entscheidungsbäume oder künstliche neuronale Netze untersucht werden. Ziel des Projekts ist es, das Einschwimmverhalten ausgewählter einheimischer potamodromer Fischarten von der Wahrnehmung der Leitströmung bis zum Einschwimmen in die FAA besser zu verstehen, um beurteilen zu können, ob der Einstieg einer FAA im Detail hydraulisch optimal gestaltet ist. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Für die Erreichung der Ziele der EU-Wasserrahmenrichtlinie ist der Bau funktionsfähiger FAA von zentraler Bedeutung. An den Bundeswasserstraßen müssen von der WSV insgesamt ca. 250 FAA errichtet werden. Alle Erkenntnisse, die den Einschwimmerfolg in FAA erhöhen, tragen zur Zielerreichung bei. Das Modell soll die Entwicklung effizienter Alternativen zur Einsparung von Baukosten für die WSV ermöglichen. Untersuchungsmethoden Das Titelbild zeigt die ethohydraulische Versuchsrinne (EH-Rinne) der BAW. In den Versuchen wurde die Einstiegserfolgsrate unter verschiedenen Fließgeschwindigkeiten (Schütz et al. 2024) und mit glatter oder rauer Sohle (Wiering et al. 2024) untersucht. Die höchste Fließgeschwindigkeit betrug 1,8 m/s, wurde aber stationär oder periodisch variiert. Die Fischbewegung wurde während der Versuche mit mehreren Fischaugenkameras aufgenommen. Dabei schwammen jeweils drei Fische derselben Art (Rotauge oder Gründling) so lange, bis sie den Schlitz passierten oder die maximale Versuchsdauer von einer Stunde erreicht war. Um den Einfluss der hydraulischen und geometrischen Randbedingungen auf das Fischverhalten zu untersuchen und daraus ein Fischverhaltensmodell zu erstellen, ist zunächst ein Fish Tracking zur Erfassung der kleinskaligen Fischbewegung aus den Kameradaten notwendig. YOLO ist ein bestehendes Python-Modell zur Objekterkennung und Bildsegmentierung (Jocher et al. 2023). Es basiert auf einem vortrainierten Convolutional Neural Network (CNN), das Merkmale verschiedener Hierarchieebenen aus einem Eingabebild extrahiert. Das Modell wurde mit verschiedenen Bildern aus den Videos (mit Fischen und ohne Fische) trainiert. Anschließend wurde es angewendet, um alle Fischpositionen in jedem Frame jedes Videos zu extrahieren. (Text gekürzt)
Im Rahmen des Projekts soll ein neues Verfahren entwickelt werden, welches als Grundlage für die Klassifizierung von Wanderwegen für den Fischabstieg dient. Basis des Verfahrens ist zunächst die Annahme, dass einzelne Stauanlagenkomponenten wie Kraftwerk, Wehr, Schleuse, Fischauf- oder -abstiegsanlage potenzielle Wanderkorridore darstellen können. Das Verfahren soll die Möglichkeit bieten, hydrologische und hydraulische Aspekte der Stauanlage mit dem Fischverhalten beim Abstieg zu koppeln.
An breiten Fließgewässern besteht die Frage, ob eine Fischaufstiegsanlage an einer Uferseite nicht ausreicht, um den Fischaufstieg zu gewährleisten. In dem vorliegenden Projekt soll daher geklärt werden, inwieweit eine zweite Fischaufstiegsanlagen (FAA) den Fischaufstieg verbessern kann. Dabei ist vorgesehen, an Standorten mit einer neuen FAA und einer bestehenden alte FAA den Fischaufstieg durch beide Anlagen zu untersuchen. Zudem liefern Untersuchungen der räumlichen Verteilung und Bewegungsmuster von Fischen an den Staustufen Erkenntnisse über die Notwendigkeit von mehreren FAA.
Die Voraussetzungen, Umstände und Ausprägung der landschaftsgebundenen Erholung in beiden Ländern sind sehr unterschiedlich. Viele Aspekte werden sich nur schwer übertragen lassen. Dennoch stellt sich die Frage, ob und in welcher Weise sich die umfänglichen und langjährigen Erfahrungen aus Deutschland zur Lösung der Probleme und zur Verbesserung des Erholungsangebots in Korea nutzen lassen. Dies zu klären ist das entscheidende Ziel der vorgelegten Untersuchung.
Aphelinus abdominalis, ein Parasitoid der Familie Aphelinidae, wird seit mehreren Jahren als Nützling zur Blattlausbekämpfung in Unterglaskulturen angeboten. Das Potential seiner Effizienz wird aber im Vergleich zu den Blattlausparasitoiden der Aphidiinae häufig unterschätzt. Das Verhalten der Aphelinidae im Wirtshabitat ist in der Literatur gut dokumentiert, doch der Kenntnisstand über ihre Fernorientierung bei der Wirtssuche ist noch lückenhaft. In dem hier beantragten Forschungsvorhaben sollen in einer Verbindung von Laborexperimenten und anwendungsorientierten Gewächshausversuchen die Möglichkeiten für eine Effizienzsteigerung von A. abdominalis ausgelotet werden. Ein Schwerpunkt der geplanten Verhaltensstudien liegt dabei auf einer Aufklärung der Mechanismen des Lernvermögens. In zahlreichen Arbeiten wurde in den vergangenen Jahren gezeigt, daß sich die meisten Parasitoiden flexibel den wechselnden Umweltbedingungen anzupassen vermögen, indem sie bestimmte Duftstoffe ihrer Wirtspflanzen erlernen und für die Wirtssuche nutzen. Da Schlupfwespen mit einem breiten Wirtsspektrum auch im Gewächshaus mit einer Vielzahl unterschiedlicher Pflanze-Wirt-Systeme konfrontiert werden, ist es das Ziel dieses Projekts, anhand den Modellsystems A. abdominalis - Macrosiphum euphorbiae - Paprika/Aubergine sinnvolle Strategien für eine praktische Nutzbarmachung dieser Lernfähigkeit zu erarbeiten.
Ziel des Vorhabens ist es, die Auswirkungen sich verändernder Strompreise auf das Verhalten von Unternehmen zu untersuchen und die sich daraus ergebenden makroökonomischen Effekte für Deutschland abzuschätzen. Dazu werden zum einen die Unternehmensdaten des AFiD-Panels mit Hilfe der Multi-Level-Modellierung analysiert, um zu identifizieren, wie sich verändernde Strompreise auf die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen sowie auf deren Verhalten auswirken. Bezüglich des Verhaltens der Unternehmen geht es dabei insbesondere darum den Einfluss des Strompreises auf die Energieeffizienz sowie auf die Neigung, andere Energiequellen zu nutzen und/oder eigenen Strom zu erzeugen zu identifizieren. Des Weiteren wird ein agenten-basiertes makroökonomisches Modell entwickelt, das es ermöglicht, die unterschiedlichen Verhaltensmuster heterogener Unternehmen abzubilden und damit Szenarien der zukünftigen Entwicklung abzuleiten. Ziel ist es dabei, die Ergebnisse der statistischen Analyse zu nutzen, um das Verhalten der Agenten im Modell zu modellieren und kalibrieren. Das Modell soll so ausgestaltet werden, dass verschiedene politische Instrumente und Rahmenbedingungen auf ihre makroökonomische Wirkung hin analysiert werden können. Das Vorhaben startet mit der Analyse der Industriedaten bezüglich der Auswirkungen der Strompreisentwicklung auf die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen (AP 1), welche um die Wirkung der Strompreise auf das Anpassungsverhalten der Unternehmen ergänzt wird (AP 2). Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden in AP 3 aufgegriffen und für die Entwicklung des agenten-basierten makroökonomischen Modells genutzt. Abschließend wird die Analysefähigkeit des Modells durch exemplarische Analysen verschiedener politischer Instrumente demonstriert (AP4). Die Ergebnisse und Modelle werden gemäß des open Science Ansatzes veröffentlicht werden.
| Origin | Count |
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| Daten und Messstellen | 1 |
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