HIPPO - In-situ-Messgerät zur Analyse der Mobilisierbarkeit von Feinsedimenten
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2020)
Vorgestellt wird ein innovatives In-situ-Messsystem zur Bestimmung des Erosionsbeginns von Feinsedimenten in Flüssen bzw. Stauräumen, welches im Zusammenhang mit einem aktuellen BMBF-Projekt am KIT entwickelt wurde. Die modulare Bauweise ermöglicht eine Anpassung an verschiedene örtliche Bedingungen. Das Messsystem basiert auf einer Fließgeschwindigkeitsmessung in einem Unterwasserströmungskanal in Kombination mit Trübungsmessungen. Der Versuchsablauf sowie die Erosionsprozesse werden zur Validierung der Messdaten zusätzlich mit Kameras aufgezeichnet.
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Vorgestellt wird ein innovatives In-situ-Messsystem zur Bestimmung des Erosionsbeginns von Feinsedimenten in Flüssen bzw. Stauräumen, welches im Zusammenhang mit einem aktuellen BMBF-Projekt am KIT entwickelt wurde. Die modulare Bauweise ermöglicht eine Anpassung an verschiedene örtliche Bedingungen. Das Messsystem basiert auf einer Fließgeschwindigkeitsmessung in einem Unterwasserströmungskanal in Kombination mit Trübungsmessungen. Der Versuchsablauf sowie die Erosionsprozesse werden zur Validierung der Messdaten zusätzlich mit Kameras aufgezeichnet.
Auswertungen und weiterführende
Untersuchungen von ADCP-Messungen
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Bei einer Ringmessung wasserwirtschaftlicher Behörden, Verbände und Institutionen wurden unterschiedliche ADCP-Systeme an einem Pegel miteinander verglichen. Aufgrund von starker Verkrautung in bestimmten Bereichen des Querprofils und sehr niedrigen Fließgeschwindigkeiten sind zum Teil erhebliche Abweichungen der Messsysteme untereinander aufgetreten. Diese wurden anhand unterschiedlicher Auswertemöglichkeiten und mittels verschiedener zusätzlicher Untersuchungsschritte differenziert betrachtet. Dabei wurde zunächst festgestellt, dass die Messsysteme in der Lage sind, die niedrigen Fließgeschwindigkeiten zuverlässig zu erfassen, diese jedoch bei starkem Krautbewuchs an ihre Grenzen stoßen. Durch zusätzliche Filter-Algorithmen konnten fehlerhafte Samples automatisiert aus den Messdatensätzen entfernt und die weiterführende Auswertung somit deutlich verbessert werden.
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Bei einer Ringmessung wasserwirtschaftlicher Behörden, Verbände und Institutionen wurden unterschiedliche ADCP-Systeme an einem Pegel miteinander verglichen. Aufgrund von starker Verkrautung in bestimmten Bereichen des Querprofils und sehr niedrigen Fließgeschwindigkeiten sind zum Teil erhebliche Abweichungen der Messsysteme untereinander aufgetreten. Diese wurden anhand unterschiedlicher Auswertemöglichkeiten und mittels verschiedener zusätzlicher Untersuchungsschritte differenziert betrachtet. Dabei wurde zunächst festgestellt, dass die Messsysteme in der Lage sind, die niedrigen Fließgeschwindigkeiten zuverlässig zu erfassen, diese jedoch bei starkem Krautbewuchs an ihre Grenzen stoßen. Durch zusätzliche Filter-Algorithmen konnten fehlerhafte Samples automatisiert aus den Messdatensätzen entfernt und die weiterführende Auswertung somit deutlich verbessert werden.
Methoden zur Ermittlung des Gesamtzuflusses bei Talsperren - Grundsätze und Fallbeispiel
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Talsperren sind wichtige wasserwirtschaftliche Anlagen und erfüllen zentrale Aufgaben der wasserwirtschaftlichen Daseinsvorsorge. Die multifunktionale Nutzung der Bauwerke bedingt hohe Ansprüche an den Betrieb und die Unterhaltung. Die kontinuierliche messtechnische Erfassung der Wasserbilanz einer Talsperre ist von großer Bedeutung, wobei die Ermittlung des Zuflusses Qzu prinzipiell über zwei Methoden erfolgen kann: (1) Bestimmung über die Zuflusspegel oder (2) über die Aufstellung der Speicherbilanz der Talsperre. Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile, werden in der Praxis häufig parallel angewendet und führen zu abweichenden Zuflusszeitreihen. Durch eine Kombination der Vorteile beider Verfahren können die Unsicherheiten reduziert werden.
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Talsperren sind wichtige wasserwirtschaftliche Anlagen und erfüllen zentrale Aufgaben der wasserwirtschaftlichen Daseinsvorsorge. Die multifunktionale Nutzung der Bauwerke bedingt hohe Ansprüche an den Betrieb und die Unterhaltung. Die kontinuierliche messtechnische Erfassung der Wasserbilanz einer Talsperre ist von großer Bedeutung, wobei die Ermittlung des Zuflusses Qzu prinzipiell über zwei Methoden erfolgen kann: (1) Bestimmung über die Zuflusspegel oder (2) über die Aufstellung der Speicherbilanz der Talsperre. Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile, werden in der Praxis häufig parallel angewendet und führen zu abweichenden Zuflusszeitreihen. Durch eine Kombination der Vorteile beider Verfahren können die Unsicherheiten reduziert werden.
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.
Starkregengefahrenpunkte schnell identifizieren
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Der MIKE Cloud Flood Screener ist ein Analysewerkzeug zur Identifikation von Überschwemmungsflächen, die aus Starkregen resultieren. Die Cloudanwendung ermittelt anhand eines digitalen Geländemodells Mulden und Senken. Auf Basis der anzugebenen Regenmenge werden die überfluteten Flächen inklusive der Fließwege dargestellt. Das Ergebnis des Überflutungsscans kann entsprechend genutzt werden, um Maßnahmen, wie Hochwasserschutzmauern, Entwässerungsgräben oder Retentionsbecken in das Geländemodell zu integrieren und deren Wirkung zu beurteilen.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2020)
Der MIKE Cloud Flood Screener ist ein Analysewerkzeug zur Identifikation von Überschwemmungsflächen, die aus Starkregen resultieren. Die Cloudanwendung ermittelt anhand eines digitalen Geländemodells Mulden und Senken. Auf Basis der anzugebenen Regenmenge werden die überfluteten Flächen inklusive der Fließwege dargestellt. Das Ergebnis des Überflutungsscans kann entsprechend genutzt werden, um Maßnahmen, wie Hochwasserschutzmauern, Entwässerungsgräben oder Retentionsbecken in das Geländemodell zu integrieren und deren Wirkung zu beurteilen.
Kamerabasiertes Durchflussmess-verfahren an Ffließgewässern – Fallstudie Peißenberg-Hochwasser Mai 2019
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Aufgrund der Höhenlage treten am Pegel Peißenberg größere Hochwasser-Ereignisse üblicherweise im Sommerhalbjahr auf. Das kontinuierliche Monitoring der Abflusssituation wird mit Hilfe des kamerabasierten Durchflussmesssystems DischargeKeeper durchgeführt. Das an der Messstelle eingesetzte Messverfahren hat sich als zuverlässige Methode zur Erfassung von Fließgeschwindigkeitsprofilen, Wasserständen und Durchflüssen sowie zum bildgestützten Nachweis der Messwerte bewährt.
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Aufgrund der Höhenlage treten am Pegel Peißenberg größere Hochwasser-Ereignisse üblicherweise im Sommerhalbjahr auf. Das kontinuierliche Monitoring der Abflusssituation wird mit Hilfe des kamerabasierten Durchflussmesssystems DischargeKeeper durchgeführt. Das an der Messstelle eingesetzte Messverfahren hat sich als zuverlässige Methode zur Erfassung von Fließgeschwindigkeitsprofilen, Wasserständen und Durchflüssen sowie zum bildgestützten Nachweis der Messwerte bewährt.
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.
Nitratbelastung des Grundwassers in
Deutschland - Ist das Messnetz schuld?
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Die Debatte über Ursachen und Lösungsansätze des Nitratproblems wird derzeit kontrovers geführt. Die Angaben zum Ausmaß der Grundwasserbelastung durch eine Überschreitung des Qualitätsziels von 50 mg/l NO3 in Deutschland reichen von 10 % bis 49 %, diese gegensätzlichen Werte tragen nicht zur Versachlichung der Diskussion bei. Die Bedeutung der Landwirtschaft als wesentliche Quelle der Nitrateinträge in das Grundwasser wird dabei von verschiedenen Seiten in Frage gestellt. Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse aus unterschiedlichen Messnetzen zum Anteil des Grundwassers mit Nitratkonzentrationen über 50 mg NO3/l gegenübergestellt. Weiterhin werden die Nitrateinträge in das Grundwasser aus den Nutzungsformen Landwirtschaft, Siedlung und Wald abgeschätzt.
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Die Debatte über Ursachen und Lösungsansätze des Nitratproblems wird derzeit kontrovers geführt. Die Angaben zum Ausmaß der Grundwasserbelastung durch eine Überschreitung des Qualitätsziels von 50 mg/l NO3 in Deutschland reichen von 10 % bis 49 %, diese gegensätzlichen Werte tragen nicht zur Versachlichung der Diskussion bei. Die Bedeutung der Landwirtschaft als wesentliche Quelle der Nitrateinträge in das Grundwasser wird dabei von verschiedenen Seiten in Frage gestellt. Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse aus unterschiedlichen Messnetzen zum Anteil des Grundwassers mit Nitratkonzentrationen über 50 mg NO3/l gegenübergestellt. Weiterhin werden die Nitrateinträge in das Grundwasser aus den Nutzungsformen Landwirtschaft, Siedlung und Wald abgeschätzt.
Erfolgreiche ökologische Verbesserungen in der Lachte
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Die Durchgängigkeit ist unverzichtbar für den guten Zustand von Fließgewässern. Gleichzeitig müssen sich auch die Wasserqualität, die Struktur und das Substrat des Flussbettes in einem guten (naturnahen) Zustand befinden. Nur wenn alle abiotischen Qualitätsnormen der EG-WRRL einen guten Zustand erreicht haben, werden sich die meisten der ursprünglichen und typischen Arten wieder ausbreiten und eine gewässertypische Abundanz erreichen.
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Die Durchgängigkeit ist unverzichtbar für den guten Zustand von Fließgewässern. Gleichzeitig müssen sich auch die Wasserqualität, die Struktur und das Substrat des Flussbettes in einem guten (naturnahen) Zustand befinden. Nur wenn alle abiotischen Qualitätsnormen der EG-WRRL einen guten Zustand erreicht haben, werden sich die meisten der ursprünglichen und typischen Arten wieder ausbreiten und eine gewässertypische Abundanz erreichen.
Lösungsstrategien für die Sedimentations-problematik an der Wahnbachtalsperre
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2020)
Die Vorsperre der Wahnbachtalsperre ist von starker Verlandung betroffen. Ihre Funktion, der Schutz der Hauptsperre vor Feststoff- und Keimeinträgen, ist daher nicht mehr gewährleistet. Als potenzielle Lösungsansätze wurden die trockene Ausbaggerung, die Entwässerung in Spülfeldern und in Geotextilschläuchen, mechanische Entwässerungsverfahren und der kontinuierliche Sedimenttransfer miteinander verglichen. Letzterer erwies sich unter den gegebenen Randbedingungen als die ökologisch und wirtschaftlich sinnvollste Lösung.
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Die Vorsperre der Wahnbachtalsperre ist von starker Verlandung betroffen. Ihre Funktion, der Schutz der Hauptsperre vor Feststoff- und Keimeinträgen, ist daher nicht mehr gewährleistet. Als potenzielle Lösungsansätze wurden die trockene Ausbaggerung, die Entwässerung in Spülfeldern und in Geotextilschläuchen, mechanische Entwässerungsverfahren und der kontinuierliche Sedimenttransfer miteinander verglichen. Letzterer erwies sich unter den gegebenen Randbedingungen als die ökologisch und wirtschaftlich sinnvollste Lösung.
