Seit den 1930er-Jahren wurde im Raum Duisburg/Wesel der Steinkohlenbergbau auch unter dem Rheinstrom und seinen Vorländern betrieben. In Duisburg befindet sich das Bergwerk Walsum, dessen regelmäßiger Förderbetrieb im Jahr 1936 aufgenommen wurde. Die maximale Jahresförderung von ca. 3,4 Mio. t Steinkohle erbrachte die Zeche mit knapp 4.600 Beschäftigten im Jahr 1984. Als Folge des Untertagebaus traten im Bereich Walsum (Rhein-km 793 bis 798) Geländesenkungen von bis zu 9 m auf, die durch eine Anpassung der Bauwerke und durch Sohlaufhöhungen im Hauptstrom kompensiert wurden. Im Bereich der Rheinaue ist nun allerdings eine Ausuferung bereits ab mittleren Abflüssen zu beobachten. Diese lokalen Veränderungen der Abflussdynamik und des Sedimenttransportvermögens bergen die Gefahr von Anlandungen im Hauptstrom, welche die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs negativ beeinflussen können. Die Auswertung aktueller Peildaten lässt Anlandungstendenzen im Streckenbereich zwischen Walsum und Stapp erkennen. Mitte 2008 wurde, entgegen der ursprünglichen Planung, der Bergbau im Grubenfeld Walsum eingestellt und die Zeche stillgelegt. Der Beschluss zur Stilllegung war für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Anlass, Prognosen zur Stabilität der Stromsohle in dem betroffenen Rheinabschnitt zu erstellen und erforderlichenfalls geeignete Maßnahmen einzuleiten. Bereits Mitte der 1970er-Jahre hatte die WSV begonnen, die bergsenkungsbedingten Massenverluste der Stromsohle durch die Verklappung von Waschbergematerial zu kompensieren. Insgesamt wurden 13,8 Mio. t dieses Nebenprodukts der Steinkohlengewinnung im Zeitraum von 1976 bis 2008 im Stromabschnitt zwischen Rhein-km 793 und 808 eingebaut. In einigen Bereichen des Streckenabschnitts beträgt die Mächtigkeit dieser Waschbergeschichten mehrere Meter. Laboruntersuchungen belegen, dass Waschbergematerial andere Materialeigenschaften aufweist und sich in seinem Verwitterungsverhalten von natürlichem Rheinkies unterscheidet. Mobilisiertes Waschbergematerial unterliegt auf der Gewässersohle Zerfallsprozessen, mit der Tendenz, relativ schnell zwischen den deutlich härteren Kiesfraktionen zerrieben, in Suspension überführt und schließlich aus der Strecke ausgetragen zu werden. Die Untersuchungen der BAW konzentrierten sich in einem ersten Schritt auf die Ermittlung der durch die Bergsenkungen verursachten Auswirkungen auf die Morphologie der Stromsohle im Bereich von Duisburg bis Wesel. Dabei kam ein zweidimensionales Feststofftransportmodell (2D-FTM) zum Einsatz. Für diese hydromorphologischen Betrachtungen war im Vorfeld der Aufbau eines historischen Geländemodells erforderlich, welches den Vorlandzustand des Untersuchungsgebiets vor Beginn der Bergbautätigkeiten erfasst. Dieses Geländemodell wurde mit Hilfe topografischer Karten der Preußischen Landesaufnahme aus dem Jahr 1892 erstellt.
Dieses Teilprojekt untersucht die Prozesse, die zur Entwicklung, Lebensdauer und Zerfall von arktischen tiefen Wolken führen. Dabei liegt der Fokus auf deren makro-, mikropysikalischen und dynamischen Eigenschaften als auch deren Wechselwirkung mit heterogenen Oberflächeneigenschaften. Unsere Forschungsstrategie besteht aus einem integrierten Ansatz von Large-Eddy aufgelösten Simulationen (LES) in Verbindung mit neuartigen bodengebundenen Fernerkundungsmethoden. Die Konfiguration des LES wird aus Eulerschen aber auch Lagrangschen Beschreibungen bestehen, wobei die Eulersche Darstellung Langzeit Perioden an einer bestimmten Stelle abdeckt, wohingegen die Lagrangsche Darstellung dafür entwickelt wird die Schiffsrouten mit den Flugzeugmessungen zusammenzuführen.
Die Oberflächen aller im Freien befindlichen Kulturgüter sind in mehr oder minder stark atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt, die zu einer Beschädigung führen können, sofern keine Schutzmaßnahmen ergriffen werden oder diese nicht die gewünschte Wirkung entfalten. In Bezug auf Gesteinsoberflächen sind dabei hauptsächlich physische Beschädigungen zu beobachten, die zu einem Abtrag der Gesteinssubstanz führen. Eine frühzeitige Erkennung von Art, Verteilung und Umfang solcher Beschädigungen ist eine wichtige Voraussetzung zur gezielten und adäquaten Ergreifung von Gegenmaßnahmen, die den Erhalt der wertvollen Objektsubstanz erreichen sollen. Angesichts der schleichenden Charakteristik solcher Zerfallsprozesse ist eine qualitative wie quantitative Bewertung problematisch, da in kurzen Zeitabständen oftmals nur minimale Veränderungen auftreten. Andererseits besteht gerade für langsame Prozesse eine gute Chance die Oberflächen zu erhalten, wenn die ablaufenden Prozesse frühzeitig erkannt und bewertet werden können. Dies erfordert allerdings eine sehr detaillierte Analyse der Oberfläche und der sich darin abspielenden morphologischen Veränderungen. Die Basis für solche Analysen müssen sehr genaue geometrische und ggf. farbliche oder spektrometrische Messungen sein, die den morphologischen und optischen Zustand der Oberflächen dokumentieren und eine belastbare Datengrundlage für die Erkennung von Veränderungen liefern. In Kontext des Flächenmonitorings arbeiten das Institut für Steinkonservierung und das Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik (i3mainz) zusammen, um das Potenzial moderner Messverfahren auszuloten und exemplarisch zur Überwachung von ausgewählten Objektflächen einzusetzen. In einer ersten Phase wurde dazu das Potenzial verschiedener Messverfahren analysiert und charakterisiert, um eine bestmöglich geeignete Technik für die in der zweiten Phase sich anschließende exemplarische Anwendung auswählen zu können. Eine Gegenüberstellung der unterschiedlichen Techniken wie Digitale Stereophotogrammetrie, Streifenprojektionsverfahren, scannende Systeme und Strukture from Motion erfolgte nach speziellen Eigenschaften und Parametern. Die zweite Projektphase dient der Anwendung der aus der ersten Phase heraus definierten Messtechnik an weiteren Objekten, die in unterschiedlicher Weise und verursacht durch verschiedene Faktoren mehr oder weniger starken Zerfallsprozessen unterworfen sind. Die ausgewählten Objekte weisen jeweils unterschiedliche Charakteristika auf und wurden entsprechend den vorab festgelegten Anforderungen erfasst. Für eine Visualisierung von Schadstellen und witterungsbedingter Veränderungen sind unterschiedliche Analyseverfahren (GIS, 3D Analysetools, usw.) untersucht und an den Beispielobjekten angewandt worden.
The project deals with coarse woody debris, decay processes in alpine forest soils, soil organisms, humus forms and their relation to climate in an Alpine area (Trentino, climosequences from 1000 m to about 2200 m asl, N- and S- facing slopes, natural coniferous forest). Planned activities are grouped among 3 different 'compartments': Coarse woody debris (CWD) ? Humus forms ? Soil organic matter (SOM). We have the following research questions: (i) How does climate affect coarse woody decay above and especially in the soil of alpine sites? (ii) What time scales are involved in (CWD decay as a function of climate)? How quickly is CWD integrated into SOM fractions? In which way are the decay products of CWD stabilised? (iii) What are the links between decay mechanisms and the spatial distribution of humus forms? (iv) Can the humus form serve as a proxy for the soil biota for the spatial extrapolation.
In bewirtschafteten Wäldern ist der natürliche Zyklus der Waldentwicklung verkürzt, insbesondere späte Sukzessionsstadien und Zerfallsphasen und die damit assoziierten Strukturelemente sind unterrepräsentiert. Die Ausweisung von Prozesschutzflächen ist daher ein zentrales Instrument der Biodiversitätsförderung im Wald. Neben kleineren Alt- und Totholzinseln wird verstärkt die Ausweisung von Großschutzgebieten gefordert. Diese ist jedoch nicht unumstritten, da - insbesondere in homogenen Ausgangsbeständen - zunächst eine 'Verdunklung' befürchtet wird, bevor natürliche Störungs- oder Zerfallsprozesse greifen. Diese könnte für lichtliebende Arten kurz- und mittelfristig negative Entwicklungen der Habitatqualität mit sich bringen, während für andere Arten, z.B. Totholzbewohner, eine kontinuierliche Habitatverbesserung erwartet wird. Diese Studie untersucht die kurz- und mittelfristige Entwicklung biodiversitätsrelevanter Strukturparameter in Bannwäldern der montanen bis subalpinen Zone seit Aufgabe der Bewirtschaftung (max. 100 Jahre) und bewertet diese für Indikatorarten mit unterschiedlichen, komplementären, waldstrukturellen Habitatansprüchen. Grundlage liefern terrestrische sowie LiDAR-basierte Strukturerhebungen in 42 unbewirtschafteten Flächen (22 Bannwälder in Baden-Württemberg, 20 Naturwaldreservate in der Schweiz) sowie in 300 (bereits beprobten) bewirtschafteten Vergleichsflächen, die über einen breiten waldstrukturellen und standörtlichen Gradienten verteilt sind. Unterschiede in Abundanz, Diversität und räumlicher Verteilung einzelner Strukturparameter (z.B. Totholz, Randlinien, Lücken, horizontale und vertikale Diversität) werden quantifiziert unter Berücksichtigung von Standortsbedingungen und Zeitraum seit Nutzungsaufgabe. Die Verknüpfung mit den Habitatansprüchen ausgewählter Indikatorarten erlaubt Aussagen darüber, welche funktionellen Artengruppen direkt oder erst langfristig von Prozessschutz profitieren und welche nur marginal oder sogar negativ beeinflusst werden. Dies liefert eine wichtige Grundlage für die künftige Schutzgebietsplanung und -management.
Objective: The project aim is a low-cost gasification process with integrated in-situ gas cleaning for the conversion of biomass into a product gas with high hydrogen concentration, high heating value and low tar/alkali/sulphur concentration in one process step for s ubsequent power production. The proposed process uses in-situ CO2 capture (AER, Absorption Enhanced Reforming). It is more efficient than conventional gasification due to (i) the in-situ integration of the reaction heat of CO2 absorption and water-gas shif t reaction heat (both exothermic) into the gasification and (ii) the internal reforming of primary and secondary tars, which cuts off the formation of higher tars. Thus, the chemical energy of tars remains in the product gas. The product gas after dust rem oval can directly be used in a gas engine for electricity generation. Due to the low operation temperature (up to 700 C) and due to CaO-containing bed materials, the proposed process allows the use of problematic feedstocks such as biomass with high minera l and high moisture content, e.g. straw, sewage sludge, etc., leading to an increased market potential for biomass gasification processes. Screening/development of absorbent materials with high attrition stability and tar cracking properties will be carrie d out. Analysis of tar formation/decomposition process will be studied in a lab-scale fixed bed reactor and a 100 kWth circulating fluidised bed reactor (continuous mode). With the acquired data, the 8 MWth biomass plant at Guessing, Austria, will be opera ted with absorbent bed material in order to prove the feasibility of a scale-up and to assess the economical aspects of the process. In order to point out the market potential, the cost reduction of the AER technology will be quantified in comparison with the conventional gasification power plant. Expected results will be: (i) a broad knowledge of the proposed process and (ii) a low-cost technology for biomass gasification with subsequent power production.
Die geringe chemische Bestaendigkeit von historischen, insbesondere mittelalterlichen Fensterglaesern, welche zwischen 1100 und 1600 n. Chr. zur Herstellung von Glasmalereien verwendet wurden, ist eine Folge der chemischen Zusammensetzung dieser Glaeser. Diese Glaeser enthalten hohe Anteile an K- und Ca-Oxyd. Durch die in den letzten Jahrzehnten gestiegenen Schadstoffanteile in der Luft ist ein beschleunigter Verfall dieser Kunstobjekte zu beobachten. Verwitterungsversuche haben gezeigt, dass Glaeser mit einem SiO2-Anteil unter 66 Prozent einen hohen Verwitterungsgrad aufweisen und H2O in der Atmosphaere fuer den Verwitterungsablauf entscheidend ist. Gips, Syngenit und amorphes SiO2 treten als Korrosionsprodukte in der Verwitterungsschicht von natuerlich oder kuenstlich verwitterten Original- und neu erschmolzenen Modellglaesern auf. Zusaetzlich wird verschiedentlich die Ausbildung von Calciumhydrosilicat-Phasen beschrieben. Mit Hilfe thermodynamischer Abschaetzungen kann gezeigt werden, dass die gebildeten Verwitterungsprodukte thermodynamisch stabiler sind als die zur Glasbildung notwendigen Oxide.
Vorhabenziel: Kaltes Auftriebswasser breitet sich nicht nur entlang der Küste aus, sondern wird auch durch kleinräumige und kurzlebige Filamente in den inneren Ozean transportiert. Im Vorhaben soll die Rolle dieser Auftriebsfilamente für die Wechselwirkungen des östlichen Randstroms vor Namibia mit dem offenen Ozean des Südatlantiks untersucht werden. Die verantwortlichen Prozesse für die Bildung der Filamente, ihre Struktur und Dynamik, ihre Lebensdauer und ihre Zerfallsmechanismen sind Inhalt der Studie. Darüber soll der Einfluss der Filamente auf den Transport von Wärme zwischen der Schelfregion und dem Subtropenwirbel des Südatlantiks quantifiziert werden. Arbeitsplanung: Während einer Schiffsreise im August 2013 werden die Filamente vor Lüderitz (Namibia) mit Hilfe schiffsgebundener und autonomer Messgeräte detailliert beprobt. Des Weiteren wird etwa 200 km von der Küste entfernt über einen Zeitraum von etwa 6 Monaten eine Tiefwasserverankerung ausgelegt. Hier beeinflussen keine Randwellen die Messdaten und die Gefahr von Verlust der Geräte durch Fischerei ist gering, so dass die durch Filamente verursachten Schwankungen von Strömung, Temperatur und Salzgehalt gut vermessen werden können. Die im Projekt erhobenen Daten werden durch die Auswertung von aktuellen und historischen Messdaten und Satellitenprodukten ergänzt.
| Origin | Count |
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| Bund | 48 |
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| Förderprogramm | 48 |
| License | Count |
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| offen | 48 |
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