Großwetterlagen als Indikator für zunehmende Trockenheit in Südwestdeutschland
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2021)
Anhand ausgewählter Trockenperioden, Niedrigwasserzeiten und Hitzewellen für Südwestdeutschland wurde untersucht, welche Großwetterlagen (GWL) die Auslöser extremer Trockenperioden waren. Diese kritischen Trocken-GWL wurden erfasst und hinsichtlich signifikanter Veränderungen (Trends, Bruchpunkte) im Sommer (JJA) und in der Vegetationsperiode (April-Sept.) für die Zeitreihe 1881-2018 untersucht. Anhand der Veränderungen der Trocken-GWL wird gezeigt, dass die Wahrscheinlichkeit eines extrem trockenen und heißen Sommers bzw. einer trockenen Vegetationsperiode in den letzten vier Jahrzehnten im Vergleich zum Zeitraum 1881-1972 um ein Vielfaches angestiegen ist. Aus diesem Grund und wegen des mehrere Jahre andauernden Niederschlagsdefizits wird die Einführung eines Dürrerisikomanagements für Südwestdeutschland dringend empfohlen.
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Anhand ausgewählter Trockenperioden, Niedrigwasserzeiten und Hitzewellen für Südwestdeutschland wurde untersucht, welche Großwetterlagen (GWL) die Auslöser extremer Trockenperioden waren. Diese kritischen Trocken-GWL wurden erfasst und hinsichtlich signifikanter Veränderungen (Trends, Bruchpunkte) im Sommer (JJA) und in der Vegetationsperiode (April-Sept.) für die Zeitreihe 1881-2018 untersucht. Anhand der Veränderungen der Trocken-GWL wird gezeigt, dass die Wahrscheinlichkeit eines extrem trockenen und heißen Sommers bzw. einer trockenen Vegetationsperiode in den letzten vier Jahrzehnten im Vergleich zum Zeitraum 1881-1972 um ein Vielfaches angestiegen ist. Aus diesem Grund und wegen des mehrere Jahre andauernden Niederschlagsdefizits wird die Einführung eines Dürrerisikomanagements für Südwestdeutschland dringend empfohlen.
Hitze und Niedrigwasser - Herausforderungen beim Betrieb thermischer Kraftwerke aus EnBW-Sicht
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Mit den Hitzeperioden seit 2003 sind Wasserführung und Temperatur an Rhein und Neckar besonders in das Interesse gerückt. Unterstützt durch prognostische Wasserhaushalts- und Wärmemodellierung ist die EnBW als Betreiber thermischer Kraftwerke bestrebt, zusammen mit der Behördenseite den Anforderungen der Gewässerökologie einerseits und der Versorgungssicherheit andererseits weitestmöglich Rechnung zu tragen. Im operativen Einsatz kann auch der Kraftwerkseinsatz entsprechend den Vorhersagen der Wasserführung geplant werden.
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Mit den Hitzeperioden seit 2003 sind Wasserführung und Temperatur an Rhein und Neckar besonders in das Interesse gerückt. Unterstützt durch prognostische Wasserhaushalts- und Wärmemodellierung ist die EnBW als Betreiber thermischer Kraftwerke bestrebt, zusammen mit der Behördenseite den Anforderungen der Gewässerökologie einerseits und der Versorgungssicherheit andererseits weitestmöglich Rechnung zu tragen. Im operativen Einsatz kann auch der Kraftwerkseinsatz entsprechend den Vorhersagen der Wasserführung geplant werden.
Experimentelle Untersuchungen zu Sedimentablagerungen in einer
Flusskrümmung am Mittelrhein
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Die Bundesanstalt für Wasserbau untersucht im großmaßstäblichen Modellversuch eine für die Binnenschifffahrt herausfordernde Krümmung im Mittelrhein bei Oberwesel. In der Flusskrümmung wird die Schifffahrt durch Sedimentanlandungen entlang einer Kiesbank am Innenufer erschwert. Diese Anlandungen werden derzeit durch Baggerung wiederkehrend entfernt. Flussbauliche Maßnahmen sollen helfen, den Unterhaltungsaufwand zu vermindern. Eine besondere Herausforderung bei der Modellierung lag darin, das Natursediment auf ein geeignetes Modellsediment zu übertragen. Als Modellsedimente wurden verschiedene Kunststoffgranulate unterschiedlicher Dichte als Granulatmischungen eingesetzt.
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Die Bundesanstalt für Wasserbau untersucht im großmaßstäblichen Modellversuch eine für die Binnenschifffahrt herausfordernde Krümmung im Mittelrhein bei Oberwesel. In der Flusskrümmung wird die Schifffahrt durch Sedimentanlandungen entlang einer Kiesbank am Innenufer erschwert. Diese Anlandungen werden derzeit durch Baggerung wiederkehrend entfernt. Flussbauliche Maßnahmen sollen helfen, den Unterhaltungsaufwand zu vermindern. Eine besondere Herausforderung bei der Modellierung lag darin, das Natursediment auf ein geeignetes Modellsediment zu übertragen. Als Modellsedimente wurden verschiedene Kunststoffgranulate unterschiedlicher Dichte als Granulatmischungen eingesetzt.
Kolkexperimente an Brückenpfeilern unter Sedimenttransportbedingungen
mit Polystyrolgranulat
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Brückenzerstörungen durch Auskolkungen erfolgen bei hohen Strömungsintensitäten, die im Wasserbaulabor nur schwierig nachzubilden sind. In einer hydraulischen Versuchsrinne mit Sedimentrückführung wurden physikalische Modellversuche zur Kolkbildung an Brückenpfeilern unter Klarwasserbedingungen, bei Geschiebetransport und Suspensionstransport durchgeführt. Als Sediment wurde das Kunststoffgranulat Polystyrol verwendet. Die Fließgeschwindigkeiten betrugen das 0,8- bis 8,5-fache der kritischen Geschwindigkeit des Sohlenmaterials. Die maximale Kolktiefe wurde kontinuierlich mit einer endoskopischen Kamera aus dem Inneren eines kreisrunden Plexiglaszylinders gemessen.
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Brückenzerstörungen durch Auskolkungen erfolgen bei hohen Strömungsintensitäten, die im Wasserbaulabor nur schwierig nachzubilden sind. In einer hydraulischen Versuchsrinne mit Sedimentrückführung wurden physikalische Modellversuche zur Kolkbildung an Brückenpfeilern unter Klarwasserbedingungen, bei Geschiebetransport und Suspensionstransport durchgeführt. Als Sediment wurde das Kunststoffgranulat Polystyrol verwendet. Die Fließgeschwindigkeiten betrugen das 0,8- bis 8,5-fache der kritischen Geschwindigkeit des Sohlenmaterials. Die maximale Kolktiefe wurde kontinuierlich mit einer endoskopischen Kamera aus dem Inneren eines kreisrunden Plexiglaszylinders gemessen.
Modelluntersuchungen zum Kolkprozess am Wehr Geesthacht
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Untersuchungen an der Wehranlage Geesthacht zeigen, dass Kolkprozesse in gegenständlichen Modellen nach wie vor eine Herausforderung darstellen. Einerseits erfordert die Abbildung der morphologischen Prozesse von feinen Sedimenten Kompromisse bei der Naturähnlichkeit. Andererseits sind berührungslose Methoden erforderlich, um den Kolkprozess im laufenden Versuch zu beobachten. Insgesamt konnten die maßgebenden Randbedingungen für den Kolkprozess aufgezeigt werden, so dass Sicherheit für die Planung der notwendigen geometrischen Veränderungen des Tosbeckens und für die Konzeptionierung der Kolksicherungsstrecke besteht.
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Untersuchungen an der Wehranlage Geesthacht zeigen, dass Kolkprozesse in gegenständlichen Modellen nach wie vor eine Herausforderung darstellen. Einerseits erfordert die Abbildung der morphologischen Prozesse von feinen Sedimenten Kompromisse bei der Naturähnlichkeit. Andererseits sind berührungslose Methoden erforderlich, um den Kolkprozess im laufenden Versuch zu beobachten. Insgesamt konnten die maßgebenden Randbedingungen für den Kolkprozess aufgezeigt werden, so dass Sicherheit für die Planung der notwendigen geometrischen Veränderungen des Tosbeckens und für die Konzeptionierung der Kolksicherungsstrecke besteht.
Plastikpiraten erforschen die Müllverschmutzung von deutschen Flüssen
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Im Citizen-Science-Projekt „Plastikpiraten“ zur Erforschung der Müllverschmutzung deutscher Fließgewässer werden bundesweit Jugendliche in den wissenschaftlichen Forschungsprozess integriert. Sie erheben Daten zur Müllverschmutzung an Flüssen. Diese werden wissenschaftlich ausgewertet und publiziert.
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Im Citizen-Science-Projekt „Plastikpiraten“ zur Erforschung der Müllverschmutzung deutscher Fließgewässer werden bundesweit Jugendliche in den wissenschaftlichen Forschungsprozess integriert. Sie erheben Daten zur Müllverschmutzung an Flüssen. Diese werden wissenschaftlich ausgewertet und publiziert.
Handbuch der Ingenieurwissenschaften
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2021)
Das zwischen 1880 und 1914 in vier Auflagen herausgegebene Handbuch der Ingenieurwissenschaften ist heute nur wenigen bekannt. Dabei findet sich dort eine Unmenge von Informationen zu den wichtigsten bautechnischen Fragen. Ziel dieser Arbeit ist es, dieses große Werk anhand der Bücher zum Wasserwesen einer größeren Zahl von Berufskollegen vorzustellen. Damit sollen Entstehungen und Entwicklungen unserer heutigen Bauwelt beschrieben, illustriert und nähergebracht werden. Auf mehr als 8 000 Seiten werden alle damals als wichtig erachteten Themen des Wasserwesens von der Hydrologie zur Hydraulik, von der Wasserversorgung zur Abwasserableitung, von Flüssen und Talsperren hin zu Häfen und Strommündungen beschrieben. Im Extremfall lässt sich dieses nahezu einzigartige Werk des Ingenieurwesens mit dem heutigen Internet vergleichen.
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Das zwischen 1880 und 1914 in vier Auflagen herausgegebene Handbuch der Ingenieurwissenschaften ist heute nur wenigen bekannt. Dabei findet sich dort eine Unmenge von Informationen zu den wichtigsten bautechnischen Fragen. Ziel dieser Arbeit ist es, dieses große Werk anhand der Bücher zum Wasserwesen einer größeren Zahl von Berufskollegen vorzustellen. Damit sollen Entstehungen und Entwicklungen unserer heutigen Bauwelt beschrieben, illustriert und nähergebracht werden. Auf mehr als 8 000 Seiten werden alle damals als wichtig erachteten Themen des Wasserwesens von der Hydrologie zur Hydraulik, von der Wasserversorgung zur Abwasserableitung, von Flüssen und Talsperren hin zu Häfen und Strommündungen beschrieben. Im Extremfall lässt sich dieses nahezu einzigartige Werk des Ingenieurwesens mit dem heutigen Internet vergleichen.
Reallabore als Brücke zu Hochwasser und Gewässerschutz
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2021)
Die Soziologie kann mit der Methode der Reallabore interdisziplinäre Forschungsvorhaben durch eine hohe Beteiligung verschiedener Akteure bereichern. Einige Projekte werden an dieser Stelle vorgestellt.
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Die Soziologie kann mit der Methode der Reallabore interdisziplinäre Forschungsvorhaben durch eine hohe Beteiligung verschiedener Akteure bereichern. Einige Projekte werden an dieser Stelle vorgestellt.
Gewässerdynamik als Ökosystemdienstleistung zur Umsetzung der WRRL
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2021)
Eigendynamische Veränderungen der Gewässermorphologie sind in natürlichen Fließgewässern ein stetiger, die Strukturgüte beeinflussender Prozess. In anthropogen beeinflussten Abschnitten werden eigendynamische Prozesse häufig nicht zugelassen oder durch Unterhaltungsmaßnahmen rückgängig gemacht. Im vorgestellten Fallbeispiel Guldenbach kam es in Folge hoher Abflüsse zu einer Laufverlegung und umfangreichen Strukturverbesserungen. Die Eigendynamik des Gewässers sollte als kostenfreie Ökosystemdienstleistung zur Umsetzung der WRRL wertgeschätzt werden.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2021)
Eigendynamische Veränderungen der Gewässermorphologie sind in natürlichen Fließgewässern ein stetiger, die Strukturgüte beeinflussender Prozess. In anthropogen beeinflussten Abschnitten werden eigendynamische Prozesse häufig nicht zugelassen oder durch Unterhaltungsmaßnahmen rückgängig gemacht. Im vorgestellten Fallbeispiel Guldenbach kam es in Folge hoher Abflüsse zu einer Laufverlegung und umfangreichen Strukturverbesserungen. Die Eigendynamik des Gewässers sollte als kostenfreie Ökosystemdienstleistung zur Umsetzung der WRRL wertgeschätzt werden.
Der modifizierte, sohlenoffene Denil-Pass - Renaissance einer kostensparenden Fischaufstiegsanlage
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2021)
Denil-Pässe galten bislang als einschränkend für die Passage von bodenorientierten und schwimmschwachen Fischen. Bei dem modifizierten Denil-Pass wurde das Konzept in erster Linie dahingehend überarbeitet, dass Sohlensubstrat in den Fischpass eingebracht wurde. Durch mehrere Untersuchungen im Labor und im Feld konnte das System hydraulisch optimiert werden. Im Zuge von Funktionskontrollen in der Barben- und Forellenregion wurde die Passage eines breiten Spektrums an Arten und Größenklassen nachgewiesen. Dabei konnten auch hohe Aufstiegszahlen von bodenorientierten Kleinfischen festgestellt werden.
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Denil-Pässe galten bislang als einschränkend für die Passage von bodenorientierten und schwimmschwachen Fischen. Bei dem modifizierten Denil-Pass wurde das Konzept in erster Linie dahingehend überarbeitet, dass Sohlensubstrat in den Fischpass eingebracht wurde. Durch mehrere Untersuchungen im Labor und im Feld konnte das System hydraulisch optimiert werden. Im Zuge von Funktionskontrollen in der Barben- und Forellenregion wurde die Passage eines breiten Spektrums an Arten und Größenklassen nachgewiesen. Dabei konnten auch hohe Aufstiegszahlen von bodenorientierten Kleinfischen festgestellt werden.
