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Dürremanagement an der Dreisam

Im Einzugsgebiet der Dreisam, wie in vielen anderen Gebieten Deutschlands, kommt es bei Dürreereignissen zu negativen Auswirkungen. Diese Auswirkungen betreffen eine Vielfalt an sozioökonomischen und ökologischen Systemen. Typische betroffene Sektoren im Untersuchungsgebiet sind dabei Land- und Forstwirtschaft, Energiegewinnung, öffentliche Wasserversorgung sowie aquatische Ökosysteme. Verschiedene Szenarien prognostizieren eine Zunahme und Intensivierung von Dürreereignissen, und somit auch ihrer Auswirkungen. Aufgrund der Komplexität analysiert das Vorhaben unterschiedliche Fragestellungen im für die Dreisam relevanten kleinskaligen Maßstab. Inhaltliche Fragen sind unter anderem: Wie kann die bestehende Messinfrastruktur verbessert und erweitert werden? Welche Risiken bestehen und welche Maßnahmen der Landnutzung haben diese wie beeinflusst? Welche kurz-und langfristigen Maßnahmen können die Bevölkerung aktiv in den Prozess des Dürremanagements einbinden? Wie lässt sich ein nachhaltiges, beschlussfähiges Dürremanagement im Einzugsgebiet umsetzen? Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einen partizipativen Ansatz zum Dürremanagement für mesoskaligen Einzugsgebiete am Beispiel der Dreisam, um so Antworten auf die Fragen liefern zu können.

Erste Antworten für all diese Fragestellungen und weitere Informationen zu dem Projekt Dürremanagement an der Dreisam finden sich auf der extra für Projekte eingerichteten Webseite der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Neben dem Projekt Dürremanagement an der Dreisam sind dort noch weitere „Drought“ (Dürre) Projekte des Lehrstuhls für Umwelthydrosysteme zu finden.

Projektdaten

Projektnummer 2019-09
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Professur für Umwelthydrosysteme Fakultät für Umwelt und natürliche Ressourcen Universität Freiburg
Laufzeit 01.10.2019 - 30.09.2022
Zuschuss 137.632€

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Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Dezentrale, fassadenintegrierte Lüftungsanlagen für energetisch sanierte Gebäude
Offenburg

Umweltfreundliche Lüftung für sanierte Gebäude

In einem neuen Projekt untersuchte die Hochschule Offenburg, welche Fassadensysteme sich am besten eignen, Gebäude kostengünstig mit energieeffizienter Lüftung nachzurüsten. Hierbei eignen sich Schul- und Wohngebäude mit ihren unterschiedlichen Nutzerprofilen, um allgemeine Modelle für zentrale und dezentrale Anlagen zu erstellen. In Wohngebäuden möchten Nutzer Temperatur und Luftfeuchtigkeit dezentral steuern können. Für die meisten Klassenzimmer, Flure oder Aufenthaltsräume hingegen sind zentral gesteuerte Anlagen am effizientesten. Einzelne Sondernutzungsräume wie z. B. Computerräume, Rektorate oder Lehrerzimmer benötigen jedoch dezentrale Systeme. Zu Beginn des Projektes messen die Wissenschaftler die Luftqualität in den bereits klimatechnisch sanierten Offenburger Schulen. Anschließend installierten sie mehrere Anlagentypen in Schulgebäuden sowie – in Zusammenarbeit mit lokalen Wohnbaugesellschaften – in sanierten Mietshäusern. In den Schulgebäuden spielten sie verschiedene Szenarien durch und vergleichen die Ergebnisse mit einem Referenzraum. In den Wohngebäuden arbeiten Wandgeräte, Rohr-, oder Brüstungslüfter, wobei in Wohn- und Schlafzimmern der CO2-Gehalt, in Küche und Bad die Feuchtigkeit ausschlaggebend ist. Dabei berücksichtigten die Experten Kosten für Einbau und langfristige Wartung, wie energieeffizient die Anlagen sind und wie gut sie Feuchtigkeit, Lufthygiene und CO2-Konzentration regulierten. Auch analysierten sie, wie man die neuen Anlagen in bestehende Gebäudeautomation einbinden und so Energie und Kosten sparen kann. Mit den Ergebnissen brachten die Wissenschaftler den Maßnahmenkatalog für Schulen auf den neuesten Stand. Infoflyer und Artikel in der Fachliteratur informieren Architekten, Handwerker, Wohnbaugesellschaften und Hausbesitzer. Das Projekt macht so Schüler und Öffentlichkeit vertraut mit energieeffizienten Methoden für die Gebäudelüftung und bietet Interessierten einen Überblick über vorhandene Technologien. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Die CO2-Konzentration steigt in Unterrichtsräumen ohne Lüftung während der Unterrichts sehr schnell auf sehr hohe, bedenkliche Werte, sinkt aber nur sehr langsam und liegt häufig auch am nächsten Tag noch über dem Wert der Außenluft. Dies kann am nächsten Tag zu noch höheren Werten führen. Dementsprechend sind Lüftungsmaßnahmen zu empfehlen. In den Schulen ist die Wahl der geeigneten Lüftungsmaßnahme stark von der Raumbelastung abhängig. In schwach belasteten Räumen genügen u. U. CO2-Ampeln, die Lüftungsbedarf anzeigen. In hochbelasteten Räumen wird der Einbau von dezentralen Lüftungsgeräten empfohlen. In Mietwohnungen hängt der Verlauf der relativen Feuchte im Raum stark vom Nutzer verhalten (Lüften, Duschen, Kochen) ab. Lüftungsmaßnahmen sind dennoch auch bei geringer Belastung empfehlenswert. Bei Mieterwechsel kann sich die Situation deutlich verändern.

Der naturnahe Wasserhaushalt als Leitbild in der Siedlungswasserbewirtschaftung – Analyse der Langzeitauswirkungen auf Grundwasserneubildung, Verdunstung und Abflussbildung im urbanen Raum
Freiburg - Landwasser

Ein Modell für den naturnahen Wasserhaushalt

Seit 1999 müssen Stadtplaner die urbane Wasserbewirtschaftung möglichst naturnah und umweltfreundlich gestalten. Für eine solche nachhaltige Wasserwirtschaft fehlten teilweise aber noch die Grundlagen. Bislang war es noch kaum erforscht, wie Regenwasser auf verschiedenen Siedlungsflächenverhalten versickert oder verdunstet, und wie sich diese Faktoren auf das städtische Mikroklima auswirken. Im Projekt des Lehrstuhls für Hydrologie der Universität Freiburg entstand deshalb ein Modell, das diese Faktoren für verschiedene Bebauungsarten analysierte und mit unbesiedelten Flächen im Umland verglich. Dafür kartierten die Wissenschaftler das Stadtgebiet von Freiburg und teilten es in verschiedene Oberflächenarten ein, z. B. Pflaster oder Asphalt, Häuser oder städtische Grünflächen ein. Auf verschiedenen Referenzflächen wurde über drei Jahre hinweg gemessen und festgehalten, wie dort Regenwasser verdunstet oder versickert, sich auf Stadtklima und Grundwasser auswirkt und wie effizient das Kanalsystem und bestehende Versickerungsmaßnahmen sind. Der Vergleich mit einer unbebauten Naturfläche im Umland erlaubt Rückschlüsse darauf, wie naturnah der Freiburger Wasserkreislauf ist. In Zusammenarbeit mit dem Eigenbetrieb Wasserwirtschaft der Stadt Freiburg und dem Ingenieurbüro Ernst & Co entstand so ein Instrument, das es zukünftig erlaubt, für einzelne Gebiete oder eine Stadt genaue Vorhersagen zu treffen. Eine Fallstudie in Landwasser ergänzte das Projekt. Aus diesen Erkenntnissen entwickelten die Forscher ein Model, das es auch anderen Städten erlaubt, ihre Wasserwirtschaft künftig nachhaltiger zu gestalten. Wesentliche Erkenntnisse: Die entwickelten Simulationswerkzeuge erlauben die zeitliche Dynamik des Wasserhaushaltes für die natürlichen, teilversiegelten und versiegelten Flächen, sowie für die dezentralen und zentralen Maßnahmen zur Versickerung von Niederschlag detailliert zu betrachten und in Ihrer Wirkung auf den gesamten Wasserhaushalt des Siedlungsraumes zu bewerten. Anhand des vorliegenden Modells lässt sich der Einfluss von Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen auf den Wasserhaushalt innerhalb von Siedlungsräumen nun zusätzlich auch in seiner Abweichung vom Wasserhaushalt naturnaher Referenzflächen quantifizieren und bewertet werden. Das Modell ist in allen Siedlungen anwendbar. Die Verfügbarkeit von Wasser in Städten für die Verdunstung kann gezielt zur Verringerung der Erwärmung städtischer Innenräume durch den Klimawandel beitragen. Dazu ist jedoch die genaue Berechnung des Wasserhaushaltes aller Oberflächentypen, sowie zentraler und dezentraler Maßnahmen zur Regenversickerung notwendig.

Mobile Pyrolyse in Weinberg- und Landschaftspflege für effiziente Biomassenutzung, Klimaschutz und CO2-Reduktion
Ihringen

Mobile Pyrolyse in Weinberg- und Landschaftspflege für effiziente Biomassenutzung, Klimaschutz und CO2-Reduktion

Bei der Landschaftspflege sowie beim Reb- und Obstschnitt fallen jährlich große Mengen Biomasse an. Diese bleiben bisher meist ungenutzt, denn Blätter, Gras und manchen Holzschnitt zu transportieren ist aufwändig und zeitintensiv. Das Material eignet sich nur wenig für die Verbrennung und auch kaum, um Biogas zu produzieren. Mobile Pyrolysegeräte hingegen eignen sich bestens für diese Situation. Unter großer Hitze und ohne Sauerstoffzufuhr wandelt die Pyrolyse Biomasse in Verbrennungsgas und Biokohle um. Dabei verringert sich das Volumen stark: Aus 10 cbm Grünschnitt – das entspricht in etwa drei Tonnen Trockenmasse – entstehen etwa 500-700 kg leicht transportfähige Biokohle. Gas und Biokohle kann man anschließend energetisch nutzen. In den Boden eingearbeitet bietet die Biokohle außerdem weitere Vorteile. Da sie Nährstoffe- und Wasser speichert, verbessert die schwarze Masse den Boden. Viele Biokohlen (allgemein gesagt „Pflanzenkohlen“ oder bei holzigem Material „Holzkohle“) sind mit ihrer enormen Oberfläche ein effektiver Nährstoff- und Wasserspeicher. Richtig angewandt, kann die schwarze Masse daher den Boden verbessern. Die bodenverbessernde Wirkung von Holzkohle ist zwar auch in Europa schon lange bekannt. Außerdem eignet sie sich als Kohlenstoffsenke: Anders als herkömmliche Verfahren, deren CO2-Bilanz 1:1 beträgt, speichert die Kohle den Großteil des pflanzlichen Kohlenstoffes langfristig im Boden. Das Projekt testete für zwei Jahre eine mobile Pilotanlage im Weinbau und in der Landschaftspflege und prüfte, wie rentabel und klimaschützend das Verfahren mit dem ist. Der BiGchar-Prototyp, der hierfür verwendet wurde, stammt aus Australien, wo man die ofenartigen Geräte schon erfolgreich mit verschiedenen Biomassen einsetzte. Die Anlage passt auf einen herkömmlichen Anhänger und eignet sich somit bestens für die steilen südbadischen Weinberge. Außerdem prüften die Forscher, wie sich die Biokohle für den Boden eignet und ob eventuell Begleitstoffe wie Dioxine entstehen. Eine Nachverbrennung oder andere Abgasreinigungstechnik soll die deutschen Abgasstandards sicherstellen. Die Pilotanlage zeigt so neue Wege, die Landschaftspflege zu vereinfachen und mit Biokohle neue Einkommensquellen zu finden.