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.
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.
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.
Stabilisierung organischer Bodensubstanz (OBS) durch Einschluss in Aggregate von Auenböden steht im Mittelpunkt unseres Fortsetzungsantrages. Die Ergebnisse des Vorgängerprojektes deuten darauf hin dass Standorte mit dynamischen (auf Überflutungsphasen mit hohen Sedimentationsraten folgen Phasen ohne Überflutung) und Standorte mit statischen Sedimentationsbedingungen (regelmäßige Überflutung, gleichbleibend geringe Sedimentationsraten) sich hinsichtlich der Aggregatbildung unterscheiden: Das in der Aue abgelagerte Sediment beinhaltet kleine, nicht hierarchisch aufgebaute Aggregate mit geringem Gehalt an OBS. Im Zuge der Bodenbildung entstehen an Standorten mit dynamischen Sedimentationsbedingungen hierarchisch aufgebaute Aggregate. Wesentliche Bausteine sind nicht hierarchisch aufgebaute Aggregate und OBS. Die Entwicklung der hierarchisch strukturierten Aggregate wird an Standorten mit statischen Sedimentationsbedingungen durch regelmäßige Überflutung gestört. Ziel unseres Folgeantrages ist es, dieses Konzeptmodell zu prüfen. Dazu identifizieren wir die Mechanismen, die den Zusammenhang zwischen Freisetzung von partikulärer OBS aus Aggregaten und der zum Aggregatzerfall eingesetzten Energie erklären. Die Anwendung von Ultraschall zur definierten und quantifizierbaren Disaggregierung bildet den methodischen Schwerpunkt dieser Arbeit. Gemeinsam mit Arbeitsgruppen aus Deutschland, Österreich und der Schweiz werden wir die Reproduzierbarkeit der Disaggregierungsleistung von Ultraschall ermitteln. Mittels 14C-Datierung der OBS in nach unterschiedlichen Mustern zerfallenden Aggregaten und der Analyse der Mikroporosität der unterschiedlichen Aggregate (nanoCT) tragen diese Untersuchungen dazu bei, grundlegende Vorstellungen zur Bildung wasserstabiler Bodenaggregate zu überprüfen und für Auenböden zu erweitern.
Climate change will increase dry periods and droughts, which cause both, premature leaf fall and temporary fragmentation of small streams into a series of pools. This match of low or now flow situations with litter input is likely to alter litter decay in streams. We hypothesise mismatch and special interaction between physical leaching, microbial degradation and macroinvertebrate shredding. We want to manipulate pools of summer-dry streams by exposing litter packs (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.) to assess the shift of environmental parameters, leaf mass loss rates, and leaf colonisation by microbes (fungi) and shredding macroinvertebrates. Exclusion of shredders from litterbags will give information on their relative importance. Microcosm experiments in the laboratory are conducted to isolate the effect of factor combinations (temperature, leachate, oxygen) found in the field on enzymatic activities and microbial decay rates. Feeding experiments with Gammarus pulex shall test the effect of secondary leaf compounds, critical oxygen concentration and temperature on shredding. The results will be combined in a descriptive model of leaf decay and the potential shift in the synchronisation of leaf decay processes in fragmented streams.
Ein wesentliches Element der Konsolidierung von Putzen besteht im Einbringen von neuem Bindemittel. Dem Grundsatz gleiches zu gleichem folgend wird für die Festigung von Kalkputzen in der Denkmalpflege auch Kalkwasser verwendet, obwohl aufgrund der geringen Löslichkeit von Kalk in Wasser nur geringe Mengen Festiger eingebracht und somit nur (wenn überhaupt) geringe Festigkeitssteigerungen erzielt werden können. Neue Untersuchungen der Projektbeteiligten haben gezeigt, dass kaltes Carbonatwasser einen höheren Festigkeitszuwachs als normales Kalkwasser bewirken kann. Unter diesem Festigungsmittel versteht man eine übersättigte Lösung von Weißkalkhydrat in Wasser mit einer Temperatur von 3-7°C, dem Kohlendioxid bis zur Sättigung zugesetzt wurde. Bei Gegenwart von Restalkalität, die in historischen Putzen üblicherweise in Kalkspatzen angereichert ist, wird mit diesem Festiger ein höherer Festigkeitszuwachs als mit Kalkwasser erzielt. Diese Ergebnisse wurden an im Labor hergestellten Prüfkörpern (Kalkputzscheiben) gewonnen. Die Übertragung auf reale Verhältnisse soll im Zuge der genannten Instandsetzung der Tiepolo Fresken erfolgen. Vorabmessungen haben gezeigt, dass eine ausreichende Restalkalität in den Putzen vorliegt. Die strukturelle Festigung historischer Putze mit Carbonatwasser ist der Anwendung von herkömmlichem Kalkwasser überlegen. Unterschiedliche, zum Teil neu entwickelte, Meßmethoden belegen die erhöhte Wirksamkeit des umweltverträglichen Festigungsmittels. Durch die Behandlung mit Carbonatwasser können neben der Stabilisierung des Putzgefüges auch instabile Malschichten wieder an den Untergrund angebunden werden. Leider konnte die Anwendung von Carbonatwasser am Objekt nur ansatzweise durchgeführt und überprüft werden. Entgegen der ursprünglichen Einschätzung zeigte es sich bei den Praxistests, dass die Schadensbilder pudernde Malschicht und strukturelle Entfestigung des Trägerputzes im Deckenbild des Kaisersaales der Residenz nur unzureichend vertreten sind. Da sowohl das Verfahren selbst als auch die notwendigen Prüfverfahren einfach handhabbar und zugänglich sind, bietet es sich an, eine Erprobung an unterschiedlichen Objekten durch Wandrestauratoren durchführen zu lassen. Die daraus resultierenden Bewertungen sollten einer zentralen Auswertung zugeführt werden. Auf diese Weise ließe sich mittelfristig eine bessere Einschätzung der Praxistauglichkeit erzielen.
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.
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 |
|---|---|
| Bund | 48 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 48 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 48 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 34 |
| Englisch | 18 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 32 |
| Webseite | 16 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 39 |
| Lebewesen & Lebensräume | 40 |
| Luft | 36 |
| Mensch & Umwelt | 48 |
| Wasser | 35 |
| Weitere | 48 |