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Modellierung von o-PO4- Einträgen in saarländische Oberflächenwasserkörper im Trockenwetterfall
(2025)
Die Verfügbarkeit von ortho-Phosphat (o-PO₄) trägt wesentlich zur Eutrophierung von Fließgewässern bei und gefährdet damit das Erreichen des „guten ökologischen Zustands“ gemäß der EU-Wasserrahmenrichtlinie. Da die kommunalen Kläranlagen zentrale Eintragsquellen darstellen, gewinnt die Reduktion von o-PO₄ an dieser Stelle an Bedeutung. Neben der chemischen Phosphorelimination bietet insbesondere die vierte Reinigungsstufe, primär zur Entfernung von Mikroschadstoffen konzipiert, einen Synergieeffekt mit potenziellen Phosphorentfernungsraten von bis zu 85 %.
Zur Bewertung des Einflusses einer solchen Reinigungsstufe wurde ein Modell für ausgewählte saarländische Oberflächenwasserkörper (OWK) entwickelt, das den Trockenwetterfall als eutrophierungsrelevantes Szenario abbildet. Ein zentraler Bestandteil ist ein neu erarbeiteter Retentionsansatz, der biochemische und physikalische Prozesse wie Adsorption, Sedimentation und biologische Assimilation berücksichtigt. Auf Basis der Differenz zwischen emissionsseitig bilanziertem und gemessenem o-PO₄-Gehalt wurden für jeden OWK Verminderungsraten je Fließmeter abgeleitet und schließlich eine Gleichung zur Abschätzung der Retention in Abhängigkeit der Einzugsgebietsgröße formuliert. Die Validierung zeigt hinreichende Modellgenauigkeit, wenngleich negative Frachtdifferenzen in einigen Gewässern auf zusätzliche, nicht eindeutig quantifizierbare Einträge – etwa aus Landwirtschaft oder Kanalverlusten – hindeuten.
Die Szenarienanalyse belegt, dass eine vierte Reinigungsstufe grundsätzlich zur Reduktion von o-PO₄ an den Messstellen beiträgt. Eine Unterschreitung des geltenden Orientierungswertes wird jedoch nur erreicht, wenn sämtliche Kläranlagen eines OWK nachgerüstet werden – und auch dann nur in einigen Fällen. Damit stellt die vierte Reinigungsstufe allein keine ausreichende Alternative zu den Maßnahmen des 3. Bewirtschaftungsplans des Saarlandes dar, kann jedoch als ergänzende Strategie zur Verringerung der Phosphoreinträge dienen.
In den letzten Jahren hat die Nutzung von Drohnen deutlich zugenommen. Dies liegt unter anderem an der Leistungssteigerung, der guten Verfügbarkeit und an dem einfachen Einsatz von Drohnen. Damit sind auch Anwendungen in der Forschung möglich geworden, die zuvor unmöglich oder mit hohen Kosten verbunden waren. Als Sensor zur Datenaufzeichnung findet im Bereich der Forschung häufig eine Kamera Verwendung. Zusammen mit einer Drohne können Bereiche einfach und kostengünstig überflogen und dabei erkundet, beobachtet oder überwacht werden. Neben der Kamera als Sensor werden auch häufig Multispektralkameras und Lidar eingesetzt. Dagegen findet Radar im Bereich von kleinen Drohnen kaum Anwendung. Ziel dieser Forschungsarbeit war es zu untersuchen, ob neuste Radartechnik einen Mehrwert in der Fernerkundung mit kleinen Drohnen bieten kann.
Hierfür wurden moderne Radarsensoren aus dem Automobilbereich ausgewählt. Als Drohnen wurden sowohl Quadrocopter als auch eine Starrflügler-Drohne eingesetzt. Für die Analyse, Berechnung und Auswertung der Daten wurde MATLAB verwendet. Der erste Ansatz beruhte auf einer Starrflügler-Drohne, die sich durch ihren freien Zugriff auf die Steuerung auszeichnet. Dadurch können auch spezielle Anforderungen an die Flugregelung berücksichtigt werden. Allerdings können mit einer Starrflügler-Drohne keine langsamen oder sogar statische Luftaufnahmen erstellt werden, um Erfahrung mit den Radardaten zu erlangen. Aus diesem Grund wurde anschließend ein Radar-Messsystem entworfen, das unabhängig von der Drohne eingesetzt werden kann. Zusammen mit einem Quadrocopter konnten so statische Radarmessungen durchgeführt werden, um die Verwendbarkeit der Radardaten in der Fernerkundung zu bestätigen. Das Messsystem konnte so aber nur für 2-dimensionale Anwendungen eingesetzt werden. In der weiteren Forschungsarbeit wurde untersucht, ob es möglich ist, mit einem Radarsensor der nur in 2-dimensionen misst eine 3-dimensionale Aufzeichnungen zu erstellen. Als Versuchsobjekt wurde eine Hütte gewählt, die Anhand der Radardaten dargestellt werden sollte. Dafür wurde ein Prozess zur Datenverarbeitung mit elf Schritten entworfen, womit die Hütte auf 0,6 Meter genau rekonstruiert werden konnte. Im letzten Teil der Forschungsarbeit wurde untersucht, ob sich die Genauigkeit des Messsystems erhöhen lässt, um noch mehr Anwendungsfälle bedienen zu können. Dafür wurde ein neuer Radarsensor eingesetzt, der eine höhere Genauigkeit besitzt. Die Forschungsarbeit konzentrierte sich darauf, die Abhängigkeit der Radardaten zum ungenauen Lagesensor aufzulösen. Dabei wurde die Fluglage über die Radardaten selbst berechnet, womit die Fluglage genauer bestimmt werden kann als allein über den Lagesensor. Erst damit kann die höhere Genauigkeit des neuen Radarsensors auch tatsächlich ausgenutzt werden.
Mit den Ergebnissen der Forschungsarbeit sowie den vorgestellten Radarsensoren, stehen der Fernerkundung mit kleinen Drohnen, neben den klassischen Sensoren, zukünftig auch Radarsensoren zur Verfügung. Mit dem Messsystem und den Erkenntnissen aus der Forschungsarbeit werden bereits erste spezifische Anwendungen in Forschungsprojekten untersucht. Darüber hinaus konnten auch Anwendungsfälle außerhalb der Fernerkundung identifiziert werden. Die Weiterentwicklung im Bereich des autonomen Fahrens wird für Leistungssteigerungen bei Radarsensoren sorgen. Damit stehen auch der Fernerkundung zukünftig noch bessere Radarsensoren zur Verfügung.
Immer wieder tauchen Fragen nach dem Stüve-Diagramm und seiner Benutzung auf. Es gibt zwar neben der Vorlesung “Einführung in die Meteorologie” auch erklärende Darstellungen in den empfohlenen Lehrbüchern und im Internet. Diese scheinen aber offenbar nicht zufriedenstellend zu sein. Deshalb habe ich nachfolgend versucht, die Antworten auf die häufigsten Fragen in Form einer Anleitung zusammen zu fassen. Ich danke em. Prof. Dr. Alfred Helbig, der im Rahmen seiner früheren Tätigkeit im operationellen Dienst umfangreiche praktische Erfahrung mit Radiosonden-Aufstiegen erworben hat, sowie Dr. Micha Gryschka (Institut für Meteorologie und Klimatologie, Leibniz Universität Hannover) für die hilfreichen Kommentare zum Manuskript.
Der Arbeits- und Fachkräftemangel ist ein breit diskutiertes Thema in Deutschland. Auch im Landkreis Bernkas-tel-Wittlich hat diese Herausforderung in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Ziel dieses Forschungsberichtes ist es deshalb erstens einen Überblick über die Arbeits- und Fachkräftesituation im Land-kreis zu bieten. Aufbauend auf diese Forschungsergebnisse werden zweitens Handlungsfelder benannt, die ei-nen Rahmen zur Stärkung des Landkreises als produktiven Wirtschaftsstandort und attraktiven Arbeitsort geben sollen.
Der Trierer Wohnungsmarkt ist in den vergangenen Jahren durch steigende Mieten gekennzeichnet. Dies führt zu Herausforderungen für die Bevölkerung, insbesondere für einkommensschwächere Haushalte. In diesem Atlas zeigen wir diese Entwicklung der Angebotsmieten auf und verdeutlichen, dass der Mietwohnungsmarkt in Teilmärkte segmentiert ist. Angesichts der Preissteigerungen über alle Segmente hinweg ist es notwendig, dass die Diskussion um bezahlbaren Wohnraum und gezielte stadtpolitische Maßnahmen stärker in den Fokus rückt, um langfristig eine soziale Stadtentwicklung Triers zu gewährleisten. Mit diesem Atlas wollen wir daher stadtpolitisch Aktiven und anderen Interessierten Materialien an die Hand geben, um die Wohnungspolitik der Stadt einordnen zu können.
In dieser Dissertation wird der Workflow der Erstellung einer Augmented Reality App für das Projekt „ARmob” auf Androidgeräten beschrieben. Diese App positioniert durch SfM-Technik erstellte, nach dem neuesten Stand der Forschung rekonstruierte 3D-Objekte an ihren ursprünglichen Standort in der Realität. Die virtuellen Objekte werden jeweils vom Standpunkt und Blickwinkel des Betrachters passend in die reale Welt eingeblendet, so dass der Eindruck entsteht, die Objekte seien Teil der Realität. Die lagegenaue Darstellung ist abhängig von der Satellitenerreichbarkeit der GNSS und der Genauigkeit der weiteren Sensoren. Die App soll als Grundlage und Framework für weitere Apps zur Erforschung der Raumwahrnehmung im Bereich der Kartographie dienen.
Veterinärantibiotika werden weltweit in großem Umfang zur Behandlung von Tierkrankheiten eingesetzt. Aufgrund der schlechten Resorption der Mittel im Darm der Tiere gelangen sie zum Großteil unverändert über Ausscheidungen auf landwirtschaftliche Nutzflächen. Dort können sie von Nichtzielorganismen, wie Gefäßpflanzen, aufgenommen werden und deren frühe Entwicklung bedrohen. In diesem Kontext wurde bisher vor allem der Einfluss auf Kulturpflanzen untersucht, während Wildpflanzenarten des ökologisch bedeutsamen Kulturgraslandes, die vor allem durch Gülleausbringung in Kontakt mit Antibiotikastoffen kommen, deutlich weniger fokussiert wurden. Deshalb wurde in dieser Arbeit der Einfluss realistischer Konzentrationen (0,1 - 20 mg/L) zweier häufig verwendeter Veterinärantibiotika, Tetracyclin und Sulfamethazin, auf die Keimung und das frühe Wachstum von typischen Arten des temperaten Kulturgraslandes untersucht. Da in der Natur oft mehrere Stressoren gleichzeitig auf einen Organismus einwirken, wurden auch zwei Multistressszenarien, nämlich Pharmazeutikamischungen und das Zusammenspiel von pharmazeutischem Wirkstoff mit abiotischen Bedingungen (Trockenstress) untersucht. In vier Themenblöcken wurden sowohl standardisierte Laborversuche als auch naturnähere Topf- und Feldversuche durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl die Keimung als auch das frühe Wachstum durch beide Wirkstoffe, jedoch häufiger durch Tetracyclin, beeinträchtigt wurden. Während die Keimung uneinheitlich in Bezug auf die Effektrichtung beeinflusst wurde, zeigte sich eine starke, antibiotika- und konzentrationsabhängige Reduktion der Wurzellänge vor allem durch Tetracyclin, in den Petrischalenversuchen (20 mg/L bis 96 %, bei Dactylis glomerata). Das oberirdische Wachstum (Blattlänge, Wuchshöhe, Biomasse) wurde geringer beinflusst, und dabei oft wachstumsfördernd. In der gesamten Arbeit zeigten sich immer wieder Hormesis- Effekte, d.h. geringe Konzentrationen, die stimulierend wirkten, während höhere Konzentrationen toxisch wirkten. Die betrachteten Kombinationen verschiedener Faktoren führten entgegen der Erwartung nicht eindeutig zu stärkeren oder alleinigen Einflüssen. In einzelnen Fällen zeigten sich solche Muster, jedoch wurden auch Verluste von Einzeleffekten bei den Kombinationen beobachtet oder Einzeleffekte, die sich dort erneut abbildeten.
Es zeigten sich, wenn auch uneinheitlich, signifikante Einflüsse auf die frühen Entwicklungsstadien von typischen Wildpflanzenarten, die bereits durch andere Faktoren einen Rückgang erfahren. Gerade im Hinblick auf die wiederholte Ausbringung von Gülle und die potenzielle Akkumulation dieser hoch persistenten Stoffe stellen Veterinärantibiotika einen weiteren wichtigen Einflussfaktor dar, der die Biodiversität und Artzusammensetzung gefährdet, weshalb zu einem umweltbewussten Umgang mit ihnen geraten wird.
Die Hauptzielsetzung der vorliegenden Arbeit besteht in der Erarbeitung von Möglichkeiten zur Optimierung der Bewirtschaftung der Riveristalsperre. Dazu werden zunächst alle relevanten Einflussgrößen und Gefahrenpotentiale des Systems aus dem Einzugsgebiet und der Talsperre analysiert und bewertet. Letztlich wird die Konzeption eines integrierten Bewirtschaftungsplanes für die Riveristalsperre auf der Basis einer neuen Pilotierungsanlage im SWT-Wasserwerk in Trier-Irsch dargestellt, diskutiert und auf Funktionsfähigkeit geprüft.
Mit einer aus ca. 90% des Einzugsgebiets bestehenden Waldfläche ist die Hauptsperre der Riveristalsperre durchschnittlich als eindeutig oligotroph eingestuft und das Rohwasser der Riveristalsperre von ausgezeichneter Qualität mit nur wenigen und beherrschbaren Gefahrenpotentialen.
Unter Berücksichtigung der Pilotierungsergebnisse war die In/Out, PES, UF- geeigneter als die Out/In, PVDF-Membran. Die Anordnung der UF-Anlage auf der Rohwasserseite nach der Flockung für die Abtrennung der partikulären Wasserinhaltsstoffe mit einer nachgeschalteten Wasseraufhärtung, pH-Wert-Anhebung und Entmanganung in einer CaCO3-Filterstufe und abschließenden Desinfektion durch eine UV-Bestrahlung stellte sich als ideal für die Aufbereitung des Rohwassers der Riveristalsperre heraus.
Die Ergebnisse der Pilotanlage sind in einer großtechnischen Trinkwasseraufbereitung im Wasserwerk in Trier-Irsch umgesetzt und seit 2013 offiziell in Betrieb genommen.
Abschließend werden Maßnahmen gegen eventuelle Minderwassermengen bei z.B. langanhaltenden Trockenwetterperioden (Klimawandel !) und für die allgemeine Erhöhung der Versorgungssicherheit diskutiert, wobei in Trier und in der Region schon seit langem sehr stark in die Verbundnetzsysteme investiert wird.
In den letzten Jahren hat die Alternative für Deutschland (AfD) das Thema Wohnen zunehmend in ihren Wahlprogrammen aufgegriffen und für die eigene politische Profilierung genutzt. Der Beitrag zeigt, inwiefern die Thematisierung des Wohnens bei der AfD so formuliert ist, dass es erhebliche Anknüpfungspunkte an rechtes Gedankengut herstellt. Der Beitrag thematisiert die damit verbundenen Herausforderungen für eine kritische Stadtforschung sowie für progressive soziale Bewegungen. Er plädiert dafür, sich der Gefahr der rechten Vereinnahmung des Themas Wohnen bewusst zu sein und sich deutlich von den rechten Übernahmeversuchen abzugrenzen sowie Gegenstrategien zu entwickeln.