Motivation zur Umsetzung einer naturnahen Regenwasserbewirtschaftung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2020)
Dieser Artikel beschäftigt sich mit den Einflussfaktoren auf die Entwässerungssysteme und damit, wie sich diese Einflüsse auf die Motivation der planungsrelevanten Akteure zum Ausbau der naturnahen Regenwasserbewirtschaftung im Mischwassersystem deutscher Großstädte auswirken. Durch eine bundesweite Befragung kann aufgezeigt werden, dass die Akteure drei vergleichbare Entscheidungs- und Verhaltensmuster aufweisen, die aber nicht eindeutig mit den abwasser- bzw. niederschlagswasserwirtschaftlichen Herausforderungen der jeweiligen Großstadt zusammenhängen.
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Dieser Artikel beschäftigt sich mit den Einflussfaktoren auf die Entwässerungssysteme und damit, wie sich diese Einflüsse auf die Motivation der planungsrelevanten Akteure zum Ausbau der naturnahen Regenwasserbewirtschaftung im Mischwassersystem deutscher Großstädte auswirken. Durch eine bundesweite Befragung kann aufgezeigt werden, dass die Akteure drei vergleichbare Entscheidungs- und Verhaltensmuster aufweisen, die aber nicht eindeutig mit den abwasser- bzw. niederschlagswasserwirtschaftlichen Herausforderungen der jeweiligen Großstadt zusammenhängen.
Weber und die Weber-Zahl in der Hydraulik
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Die Weber-Zahl stellt in der Hydraulik eine Größe dar, die kapillare Effekte erfasst. Dabei kann es sich um Tropfen, um den Abfluss in dünnen Röhrchen, um Wasser-Luft-Gemische oder um Wellen handeln. Einerseits wird ein kurzer Abriss über das Wesen der Weber-Zahl vorgestellt, um dabei zu erwähnen, dass der einmal gewählte Name nicht optimal ist. Andererseits werden vom Franzosen Savart beobachtete dünne Strahlen gezeigt, um seinen Namen in Erinnerung zu bringen. Anschließend werden dickere Strahlen beschrieben, bei denen sich andere Erscheinungen der Kapillarität manifestieren. Schließlich bespricht der Autor Strahlen im großtechnischen Maßstab, bei denen vier wesentliche Einflussparameter am komplexen Prozess teilnehmen, nämlich die Gravitation, Oberflächenspannung, Turbulenz und Viskosität. Neben den rein technischen Schwierigkeiten bei der Erforschung solcher Strahlen wird jedoch auf ihre Ästhetik hingewiesen, die sich auch im Alltag durchaus erkennen lässt.
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Die Weber-Zahl stellt in der Hydraulik eine Größe dar, die kapillare Effekte erfasst. Dabei kann es sich um Tropfen, um den Abfluss in dünnen Röhrchen, um Wasser-Luft-Gemische oder um Wellen handeln. Einerseits wird ein kurzer Abriss über das Wesen der Weber-Zahl vorgestellt, um dabei zu erwähnen, dass der einmal gewählte Name nicht optimal ist. Andererseits werden vom Franzosen Savart beobachtete dünne Strahlen gezeigt, um seinen Namen in Erinnerung zu bringen. Anschließend werden dickere Strahlen beschrieben, bei denen sich andere Erscheinungen der Kapillarität manifestieren. Schließlich bespricht der Autor Strahlen im großtechnischen Maßstab, bei denen vier wesentliche Einflussparameter am komplexen Prozess teilnehmen, nämlich die Gravitation, Oberflächenspannung, Turbulenz und Viskosität. Neben den rein technischen Schwierigkeiten bei der Erforschung solcher Strahlen wird jedoch auf ihre Ästhetik hingewiesen, die sich auch im Alltag durchaus erkennen lässt.
Landesweite Niederschlagsmessung mit Richtfunkstrecken des Handynetzes
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2020)
Viele Mobilfunkmasten sind mittels Richtfunkstrecken untereinander verbunden. Niederschlag führt entlang dieser Strecken zu einer starken Signalabschwächung. Diesen Effekt machen sich Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Augsburg zu Nutzen, um mit Daten von 4 000 Richtfunkstrecken deutschlandweit Niederschlagskarten zu erstellen, die eine gute Übereinstimmung mit den Daten des DWD zeigen. Für die Zukunft ist geplant, die Technik sowohl mit Radardaten zu kombinieren als auch in Westafrika einzusetzen.
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Viele Mobilfunkmasten sind mittels Richtfunkstrecken untereinander verbunden. Niederschlag führt entlang dieser Strecken zu einer starken Signalabschwächung. Diesen Effekt machen sich Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Augsburg zu Nutzen, um mit Daten von 4 000 Richtfunkstrecken deutschlandweit Niederschlagskarten zu erstellen, die eine gute Übereinstimmung mit den Daten des DWD zeigen. Für die Zukunft ist geplant, die Technik sowohl mit Radardaten zu kombinieren als auch in Westafrika einzusetzen.
Empfehlungen zum Schutz abwandernder Fische an Wasserkraftanlagen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2020)
An drei Wasserkraftanlagen wird der Schutz von Fischpopulationen untersucht. Neben dem technischen Schutz an der Anlage ist die Bedeutung der hydromorphologischen Änderungen des Gewässers ober- und unterhalb der Wasserkraftanlagen von Bedeutung.
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An drei Wasserkraftanlagen wird der Schutz von Fischpopulationen untersucht. Neben dem technischen Schutz an der Anlage ist die Bedeutung der hydromorphologischen Änderungen des Gewässers ober- und unterhalb der Wasserkraftanlagen von Bedeutung.
Totholzmanagement in der Entwicklung von Fließgewässern
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (7/2020)
Das Potenzial von Totholz in der Gewässerentwicklung wird unzureichend genutzt. Empfehlungen werden gegeben, wie Totholz in Fließgewässern verstärkt belassen und der Einbau naturnah und rechtssicher gestaltet werden kann. Zudem wird über Praxiserfahrungen im Umgang mit Totholz im Pilotprojekt „Gewässerallianz“ des Landes Niedersachsen berichtet.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (7/2020)
Das Potenzial von Totholz in der Gewässerentwicklung wird unzureichend genutzt. Empfehlungen werden gegeben, wie Totholz in Fließgewässern verstärkt belassen und der Einbau naturnah und rechtssicher gestaltet werden kann. Zudem wird über Praxiserfahrungen im Umgang mit Totholz im Pilotprojekt „Gewässerallianz“ des Landes Niedersachsen berichtet.
Grauwasserreinigung an der Fassade
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (7/2020)
Städte leiden durch die Verdichtung urbaner Flächen zunehmend unter Hitzestress, Rückgang der Biodiversität, Wasserstress für das städtische Grün, gehäuften Starkregenereignissen und zusätzlich vermehrt unter einer Überlastung kommunaler Kläranlagen. Eine Grauwasserreinigung in einer begrünten Fassade vereinigt die Entlastung der zentralen Abwasserreinigung mit einem Lösungsansatz für die zukünftigen Herausforderungen in der Stadt.
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Städte leiden durch die Verdichtung urbaner Flächen zunehmend unter Hitzestress, Rückgang der Biodiversität, Wasserstress für das städtische Grün, gehäuften Starkregenereignissen und zusätzlich vermehrt unter einer Überlastung kommunaler Kläranlagen. Eine Grauwasserreinigung in einer begrünten Fassade vereinigt die Entlastung der zentralen Abwasserreinigung mit einem Lösungsansatz für die zukünftigen Herausforderungen in der Stadt.
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.
© 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.
Optimierung eines Verfahrens zur Entsedimentation von Stauräumen und Reduktion von Methanemissionen mittels Laser-Doppler-Anemometrie (LDA)
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2020)
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.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2020)
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
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2020)
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.
Hybride Modellierung der hydrodynamischen Prozesse in unterirdischen Pumpspeicherreservoirs - Kurzfassung und Folgeentwicklungen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2020)
Dieser Fachaufsatz stellt eine Kurzfassung und Informationen zu Folgeentwicklungen der Dissertation „Hybride Modellierung der hydrodynamischen Prozesse in unterirdischen Pumpspeicherreservoirs“ dar. Der Fokus liegt auf der Analyse der grundlegenden hydrodynamischen Prozesse sowie auf den für potenzielle unterirdische Pumpspeicherreservoirs entwickelten Bemessungsansätzen. Deren Kenntnis stellt die Grundlage für eine erfolgreiche Realisierung der Speicherkraftwerke dar und muss in deren zukünftige Planung und Projektierung miteinbezogen werden.
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Dieser Fachaufsatz stellt eine Kurzfassung und Informationen zu Folgeentwicklungen der Dissertation „Hybride Modellierung der hydrodynamischen Prozesse in unterirdischen Pumpspeicherreservoirs“ dar. Der Fokus liegt auf der Analyse der grundlegenden hydrodynamischen Prozesse sowie auf den für potenzielle unterirdische Pumpspeicherreservoirs entwickelten Bemessungsansätzen. Deren Kenntnis stellt die Grundlage für eine erfolgreiche Realisierung der Speicherkraftwerke dar und muss in deren zukünftige Planung und Projektierung miteinbezogen werden.
