Biochemisch stimulierter Schlammabbau in Flachseen: Machbarkeitsstudie
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2020)
Abgelagerter Faulschlamm bedroht häufig die Nutzung eutropher Flachseen und Fischteiche. Drei Machbarkeitsstudien, in denen CaO2-haltige Produkte als sanfte Alternative zu Baggerung getestet wurden, zeigten eine signifikante Abnahme der Sedimentmächtigkeit und des Gehalts an organischer Substanz. Die langsame Freisetzung von Sauerstoff fördert offenbar den Transfer von Elektronenakzeptoren über die Grenzfläche ins Sediment und stimuliert dort die mikrobielle Mineralisation. Nachteilige Auswirkungen auf die Seeökosysteme wurden nicht festgestellt.
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Abgelagerter Faulschlamm bedroht häufig die Nutzung eutropher Flachseen und Fischteiche. Drei Machbarkeitsstudien, in denen CaO2-haltige Produkte als sanfte Alternative zu Baggerung getestet wurden, zeigten eine signifikante Abnahme der Sedimentmächtigkeit und des Gehalts an organischer Substanz. Die langsame Freisetzung von Sauerstoff fördert offenbar den Transfer von Elektronenakzeptoren über die Grenzfläche ins Sediment und stimuliert dort die mikrobielle Mineralisation. Nachteilige Auswirkungen auf die Seeökosysteme wurden nicht festgestellt.
Optimierung eines Verfahrens zur Entsedimentation von Stauräumen und Reduktion von Methanemissionen mittels Laser-Doppler-Anemometrie (LDA)
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Am Labor für Wasser und Umwelt (LWU) der TH Köln wurde ein Prototyp zur Entsedimentation von Stauseen entwickelt, mit dessen Einsatz die Sedimentdurchgängigkeit von Gewässern wiederhergestellt und die Emission klimaschädlicher Treibhausgase deutlich reduziert oder sogar vermieden werden kann. Der entwickelte Prototyp stellt das weltweit erste Verfahren seiner Art zur Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgasemissionen dar. Die aus Stauseen entweichenden Treibhausgase (im Wesentlichen Methan) entstehen bei den Abbauprozessen von organischen Stoffen, die kontinuierlich aus dem Einzugsgebiet in das Reservoir eingetragen und dort abgelagert werden. Die Stauraumverlandung führt zur Reduktion des Speichervolumens und schränkt somit die Nutzung der Anlage (z. B. Erzeugung von Wasserkraft, Trinkwasserversorgung, Hochwasserschutz) erheblich ein und gefährdet so die Daseinsvorsorge. Herkömmliche Methoden, Stauräume wieder zu entsedimentieren, sind oftmals kostspielig und belastend für die Ökologie des Stausees. Das innovative Verfahren erodiert mittels einer kontinuierliche arbeitenden Lösungs- und Aufnahmeeinheit die Sedimente vom Grund des Stausees und transportiert diese über eine Transportleitung über den Stausee, wo es anschließend kontrolliert ins Unterwasser abgegeben wird. Technischer Kern des Verfahrens, die Lösungs- und Aufnahmeeinheit, wurde mittels Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) untersucht und optimiert.
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Am Labor für Wasser und Umwelt (LWU) der TH Köln wurde ein Prototyp zur Entsedimentation von Stauseen entwickelt, mit dessen Einsatz die Sedimentdurchgängigkeit von Gewässern wiederhergestellt und die Emission klimaschädlicher Treibhausgase deutlich reduziert oder sogar vermieden werden kann. Der entwickelte Prototyp stellt das weltweit erste Verfahren seiner Art zur Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgasemissionen dar. Die aus Stauseen entweichenden Treibhausgase (im Wesentlichen Methan) entstehen bei den Abbauprozessen von organischen Stoffen, die kontinuierlich aus dem Einzugsgebiet in das Reservoir eingetragen und dort abgelagert werden. Die Stauraumverlandung führt zur Reduktion des Speichervolumens und schränkt somit die Nutzung der Anlage (z. B. Erzeugung von Wasserkraft, Trinkwasserversorgung, Hochwasserschutz) erheblich ein und gefährdet so die Daseinsvorsorge. Herkömmliche Methoden, Stauräume wieder zu entsedimentieren, sind oftmals kostspielig und belastend für die Ökologie des Stausees. Das innovative Verfahren erodiert mittels einer kontinuierliche arbeitenden Lösungs- und Aufnahmeeinheit die Sedimente vom Grund des Stausees und transportiert diese über eine Transportleitung über den Stausee, wo es anschließend kontrolliert ins Unterwasser abgegeben wird. Technischer Kern des Verfahrens, die Lösungs- und Aufnahmeeinheit, wurde mittels Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) untersucht und optimiert.
Beschattende Wirkung von Ufergehölzen auf das Temperaturregime in Fließgewässern am Beispiel der Diete
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Die Beschattung von Fließgewässern durch Ufergehölze kann die Wassertemperatur beeinflussen. In dieser Arbeit wurde die Wassertemperatur eines beschatteten und eines besonnten Abschnitts in einem Fließgewässer verglichen. Im Verlauf des besonnten Abschnittes von 800 m Länge mit einer Canopy Openness von ca. 61 % wurde eine Temperaturerhöhung von ca. 5 °C festgestellt. Im beschatteten Abschnitt mit einer Länge von 210 m und einer Canopy Openness von 10,2 % konnte die Wassertemperatur um ca. 4 °C reduziert werden.
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Die Beschattung von Fließgewässern durch Ufergehölze kann die Wassertemperatur beeinflussen. In dieser Arbeit wurde die Wassertemperatur eines beschatteten und eines besonnten Abschnitts in einem Fließgewässer verglichen. Im Verlauf des besonnten Abschnittes von 800 m Länge mit einer Canopy Openness von ca. 61 % wurde eine Temperaturerhöhung von ca. 5 °C festgestellt. Im beschatteten Abschnitt mit einer Länge von 210 m und einer Canopy Openness von 10,2 % konnte die Wassertemperatur um ca. 4 °C reduziert werden.
Berücksichtigung des Auftretens
von Flüssigschlick in Ästuaren in
der numerischen Modellierung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2020)
Es entspricht dem Stand der Technik, im Bereich der Ästuare mit dreidimensionalen Strömungsmodellen die dortigen komplexen Strömungsverhältnisse zu berechnen, sofern es beispielsweise um Fragen der Wasserwirtschaft oder der Hafen- und Fahrwasserunterhaltung geht. Hierbei rückt in einzelnen Ästuaren zunehmend das Phänomen des Flüssigschlicks in den Vordergrund. Eine an der Forschungsstelle Küste im Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) betriebene Modellentwicklung eröffnet neue Einblicke in das grundsätzliche Systemverständnis.
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Es entspricht dem Stand der Technik, im Bereich der Ästuare mit dreidimensionalen Strömungsmodellen die dortigen komplexen Strömungsverhältnisse zu berechnen, sofern es beispielsweise um Fragen der Wasserwirtschaft oder der Hafen- und Fahrwasserunterhaltung geht. Hierbei rückt in einzelnen Ästuaren zunehmend das Phänomen des Flüssigschlicks in den Vordergrund. Eine an der Forschungsstelle Küste im Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) betriebene Modellentwicklung eröffnet neue Einblicke in das grundsätzliche Systemverständnis.
Tendenzen der Veränderungen der Wassertemperatur von Seen in Nord-Ost-Polen
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Aktuell ist einer der Hauptfaktoren, der über das Funktionieren von Ökosystemen von Seen entscheidet, der Klimawandel. Der Zusammenhang zwischen Lufttemperatur und Wassertemperatur bewirkt, dass in den meisten Fällen ein Anstieg dieser Wassertemperatur beobachtet wird. Tempo und Ausmaß der Veränderungen hingegen sind von einer Reihe parallel verlaufender Prozesse abhängig. In der vorliegenden Arbeit wurde analysiert, in welche Richtung sich die Wassertemperaturen von zwei Seen, die in Nord-Ost-Polen liegen, in den Jahren 1987 bis 2016 verändert haben. Auf Basis von statistischen Methoden wurde die Tendenz bei den Veränderungen der Wassertemperatur (Mann-Kendall-Test) festgestellt. Die Analyse der Seen, die im Nordosten von Polen liegen, hat gezeigt, dass innerhalb der letzten drei Jahrzehnte eine wesentliche Transformation ihres thermischen Regimes erfolgt ist.
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Aktuell ist einer der Hauptfaktoren, der über das Funktionieren von Ökosystemen von Seen entscheidet, der Klimawandel. Der Zusammenhang zwischen Lufttemperatur und Wassertemperatur bewirkt, dass in den meisten Fällen ein Anstieg dieser Wassertemperatur beobachtet wird. Tempo und Ausmaß der Veränderungen hingegen sind von einer Reihe parallel verlaufender Prozesse abhängig. In der vorliegenden Arbeit wurde analysiert, in welche Richtung sich die Wassertemperaturen von zwei Seen, die in Nord-Ost-Polen liegen, in den Jahren 1987 bis 2016 verändert haben. Auf Basis von statistischen Methoden wurde die Tendenz bei den Veränderungen der Wassertemperatur (Mann-Kendall-Test) festgestellt. Die Analyse der Seen, die im Nordosten von Polen liegen, hat gezeigt, dass innerhalb der letzten drei Jahrzehnte eine wesentliche Transformation ihres thermischen Regimes erfolgt ist.
Das Gravel Bar Consolidation Meter: Ein Messgerät zur Bestimmung des Verfestigungsgrades von Kiesbänken
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2020)
Der Verfestigungsgrad einer Kiesbank beeinflusst sowohl die ökologische Funktionsfähigkeit als Laichplatz als auch generell die Erodierbarkeit des Sediments. Das Gravel Bar Consolidation Meter (GRACOM) ist ein neu entwickeltes Messgerät, welches auf schnelle und einfache Weise eine objektive und quantitative Bestimmung dieses Parameters in situ ermöglicht. Dieser Fachbeitrag stellt das GRACOM-Funktionsprinzip, die Messmethodik sowie erste Ergebnisse des neu entwickelten Messgerätes vor.
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Der Verfestigungsgrad einer Kiesbank beeinflusst sowohl die ökologische Funktionsfähigkeit als Laichplatz als auch generell die Erodierbarkeit des Sediments. Das Gravel Bar Consolidation Meter (GRACOM) ist ein neu entwickeltes Messgerät, welches auf schnelle und einfache Weise eine objektive und quantitative Bestimmung dieses Parameters in situ ermöglicht. Dieser Fachbeitrag stellt das GRACOM-Funktionsprinzip, die Messmethodik sowie erste Ergebnisse des neu entwickelten Messgerätes vor.
Die hydromorphologischen Verhältnisse der Westfälischen Bucht
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Trotz der großen nationalen Anstrengungen zum Erreichen der Ziele der WRRL werden diese nur selten nach einer Renaturierung eines Oberflächengewässers erreicht. Steht das Verfehlen des Sanierungszieles mit den zugrunde gelegten hydromorphologischen Verhältnissen im Zusammenhang? Der nachfolgende Artikel setzt sich mit den hydromorphologischen Verhältnissen, der Landnutzung sowie der Bedeutung der Einleitung von geklärtem kommunalen Abwasser in großen Teilen der Westfälischen Bucht für den Zeitraum vom 01.01.2006 bis 31.12.2015 auseinander.
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Trotz der großen nationalen Anstrengungen zum Erreichen der Ziele der WRRL werden diese nur selten nach einer Renaturierung eines Oberflächengewässers erreicht. Steht das Verfehlen des Sanierungszieles mit den zugrunde gelegten hydromorphologischen Verhältnissen im Zusammenhang? Der nachfolgende Artikel setzt sich mit den hydromorphologischen Verhältnissen, der Landnutzung sowie der Bedeutung der Einleitung von geklärtem kommunalen Abwasser in großen Teilen der Westfälischen Bucht für den Zeitraum vom 01.01.2006 bis 31.12.2015 auseinander.
Telemetrie in der Barbenregion - Verhindert elektrische Fischscheuchanlage Sackgasseneffekt?
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2020)
Bei Ausleitungskraftwerken besteht die Gefahr der Fehlleitung von aufstiegswilligen Fischen, da diese der Hauptströmung folgend in den Unterwasserkanal des Kraftwerks einwandern (Sackgasseneffekt). Mit einer elektrischen Fischscheuchanlage kann das Einwandern von Fischen in solche Bereiche verhindert werden. Die Wirksamkeit einer solchen Scheuchanlage wurde in einem Feldversuch an einer Wasserkraftanlage an der Enz (Baden-Württemberg) mit Hilfe der Telemetrie untersucht.
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Bei Ausleitungskraftwerken besteht die Gefahr der Fehlleitung von aufstiegswilligen Fischen, da diese der Hauptströmung folgend in den Unterwasserkanal des Kraftwerks einwandern (Sackgasseneffekt). Mit einer elektrischen Fischscheuchanlage kann das Einwandern von Fischen in solche Bereiche verhindert werden. Die Wirksamkeit einer solchen Scheuchanlage wurde in einem Feldversuch an einer Wasserkraftanlage an der Enz (Baden-Württemberg) mit Hilfe der Telemetrie untersucht.
Fischzählbecken - die unterschätzte Bedeutung der Reusenkehle
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Zählbecken werden häufig zur Funktionskontrolle von Fischaufstiegsanlagen verwendet. Die Kehle am Einstieg hat eine zentrale Bedeutung für ihre Fangeffizienz. Das bisher unterschätzte Problem entkommender Fische wurde mit Experimenten und Videoanalysen erstmals gezielt untersucht: Ohne Kehle schwammen 95 % der Fische aus den Becken aus. Eine kombinierte Kehle verringerte das Ausschwimmen auf 7 % und die Fangzahlen stiegen markant. Bei zukünftigen Funktionskontrollen muss die Gestaltung und Effizienz von Zähleinrichtungen berücksichtigt werden.
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Zählbecken werden häufig zur Funktionskontrolle von Fischaufstiegsanlagen verwendet. Die Kehle am Einstieg hat eine zentrale Bedeutung für ihre Fangeffizienz. Das bisher unterschätzte Problem entkommender Fische wurde mit Experimenten und Videoanalysen erstmals gezielt untersucht: Ohne Kehle schwammen 95 % der Fische aus den Becken aus. Eine kombinierte Kehle verringerte das Ausschwimmen auf 7 % und die Fangzahlen stiegen markant. Bei zukünftigen Funktionskontrollen muss die Gestaltung und Effizienz von Zähleinrichtungen berücksichtigt werden.
Bachmuschelschutz bei der Gewässerunterhaltung - Chance statt Problem
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Die Dosse ist in Brandenburg auf etwa 20 km von der streng geschützten Bachmuschel (Unio crassus) besiedelt. Dies macht eine Ausrichtung der Gewässerunterhaltungsarbeiten an Artenschutzbelangen erforderlich. Eine das Gewässer entwickelnde Unterhaltung wurde angestoßen. Es profitieren viele Arten, zugleich wird ein Beitrag zur Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie geleistet und das Landschaftsbild aufgewertet. Nicht nur die Gewässerunterhaltung, sondern auch die Sichtweise der an ihr Beteiligten hat sich Dank der Bachmuscheln weiterentwickelt.
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Die Dosse ist in Brandenburg auf etwa 20 km von der streng geschützten Bachmuschel (Unio crassus) besiedelt. Dies macht eine Ausrichtung der Gewässerunterhaltungsarbeiten an Artenschutzbelangen erforderlich. Eine das Gewässer entwickelnde Unterhaltung wurde angestoßen. Es profitieren viele Arten, zugleich wird ein Beitrag zur Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie geleistet und das Landschaftsbild aufgewertet. Nicht nur die Gewässerunterhaltung, sondern auch die Sichtweise der an ihr Beteiligten hat sich Dank der Bachmuscheln weiterentwickelt.
