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Warum regnet es so viel?
(2018)
Der Anschluss privater Schmutzwasserleitungen an Regenwasserkanäle und die Verknüpfung der Schmutzwasserkanalisation mit der Regenwasserkanalisation führen zu nennenswerten Stoffeinträgen in die Gewässer. Belastbare Zahlen zu den Größenordnungen von Fehleinleitungen und der daraus resultierenden Ge-wässerbelastung fehlen bislang. Im Rahmen des Forschungsvorhabens DETEK-T der FH Münster und der Dr. Pecher AG wurden Detektionsmöglichkeiten unter-sucht und Strategien zur Beseitigung der Fehlanschlüsse erarbeitet. Aus den bisherigen Ergebnissen wird der Frachteintrag für den Parameter CSB in NRW abgeschätzt.
Zu den maßgeblichen Aufgaben der Siedlungswasserwirtschaft zählen die Entsorgung von Abwasser zur Sicherstellung der Siedlungshygiene, die Gewährleistung des Gewässerschutzes durch weitreichende Rückhaltung und Behandlung der Abflüsse sowie die Ableitung niederschlagsbedingter Oberflächenabflüsse zur Vermeidung oder zumindest Reduktion von Personen- und Sachschäden durch Überflutungen. Zur Entwässerung urbaner Räume hat sich vornehmlich in Bereichen mit humidem Klima die Schwemmkanalisation etabliert. Hierbei steht die rasche Ableitung von Schmutz- und Niederschlagswasser aus urbanen Räumen im Vordergrund. Die Planung und Bemessung sowie der Betrieb dieser grundlegenden infrastrukturellen Systeme sind Inhalt des Buches. Die dazu erforderlichen urbanhydrologischen und hydraulischen Grundlagen werden anschaulich erläutert. Auf einen regelmäßigen Bezug zu den jeweiligen Normen und Richtlinien legen die Autoren besonderen Wert. Inzwischen ist die Anwendung von Programmen zur Simulation der Prozesse und zur Bemessung von Entwässerungssystemen ein selbstverständlicher Bestandteil des Ingenieuralltags. Die Grundlagen zur Simulation von Niederschlag- und Abflussprozessen werden beschrieben. Siedlungswasserwirtschaftler stehen heute vor neuen Herausforderungen. Klimatische Entwicklungen und Anforderungen an die Gewässerreinhaltung erfordern innovative Konzepte. Die Herausforderungen durch urbane Sturzfluten bilden einen Schwerpunkt der Ausführungen. Im letzten Teil des Buches werden Möglichkeiten und erforderliche übergreifende Maßnahmen zur wassersensitiven Stadtentwicklung diskutiert, um auf klimatische Entwicklungen zu reagieren.
Der Eintrag von Plastik und insbesondere von Mikroplastik (MP) in die Meere ist in den vergangenen Jahren vermehrt in den Fokus der Öffentlichkeit geraten. Jüngste Studien zeigen, dass nicht unbedingt der oft achtlos weggeworfene und visuell wahrnehmbare Plastikmüll den größten Anteil ausmachen. Die Hauptemissionspfade sind kaum wahrnehmbar und schlecht zu fassen. Ein Teil des MP aus urbanen Räumen wird durch Oberflächenabflüsse abgespült und unmittelbar in die aquatischen Ökosysteme eingetragen. Eine Behandlung in Regenklärbecken erfolgt nur teilweise und zudem mit eingeschränkter Wirkung. Aufgrund der schlechten Absetzbarkeit von Kunststoffen reicht eine Behandlung durch Sedimentation nicht aus.
Der Eintrag von Plastik und insbesondere von Mikroplastik (MP) in die Meere ist in den vergangenen Jahren vermehrt in den Fokus der Öffentlichkeit geraten. Jüngste Studien zeigen, dass nicht unbedingt der oft achtlos weggeworfene und visuell wahrnehmbare Plastikmüll den größten Anteil ausmachen. Die Hauptemissionspfade sind häufig kaum wahrnehmbar und schlecht zu fassen. Ein Teil des MP aus urbanen Räumen wird durch Oberflächenabflüsse abgespült und unmittelbar in die aquatischen Ökosysteme eingetragen. Eine Behandlung in Regenklärbecken erfolgt nur teilweise und zudem mit eingeschränkter Wirkung. Aufgrund der schlechten Absetzbarkeit von Kunststoffen reicht eine Behandlung durch Sedimentation nicht aus. Ein wirksamer Rückhalt ist durch Systeme zur technischen Regenwasserfiltration möglich.
Bislang beschränken sich die Wirkprozesse in konventionellen Regenbecken auf Sedimentation und Rückhaltevorrichtungen für Schwimmstoffe. Filtrationsprozesse finden in Retentionsbodenfiltern oder bei der Versickerung über die belebte Bodenzone statt. Eine gesteigerte Sensibilität für die Auswirkungen von Einleitungen eingeschränkt behandelter Oberflächenabflüsse hat seit einigen Jahren zur Entwicklung kompakter Regenwasserbehandlungsanlagen geführt, die häufig auch eine Filtereinheit aufweisen. Technische Regenwasserfilter mit Anschlussflächen im zentralen Maßstab sind Gegenstand aktueller Untersuchungen. Die Prozesse in den Filtern sind komplex. Neben der mechanischen Filtration kann es zu Sorption, Ionenaustausch, Fällungsprozessen und biochemischen Prozessen kommen. Die starke Verunreinigung mit unterschiedlichen Stoffen und das dynamische Niederschlagsgeschehen stellen besondere Anforderungen an die hochwirksamen, aber auch sensiblen Filter. Die mit dieser neuen Technologie der Regenwasserbehandlung verbundenen Möglichkeiten und Herausforderungen werden vorgestellt.
Seit einigen Jahren werden kompakte Anlagen zur Regenwasserbehandlung an dezentralen Standorten eingesetzt. Anders als bei der Dimensionierung klassischer Regenbecken erfolgt hier keine individuelle Planung und Konstruktion auf der Grundlage technischer Richtlinien, denn diese sind bislang noch nicht verfügbar. Die bisher verfügbaren (dezentralen) kompakten Systeme sind das Ergebnis der Entwicklungsarbeit unterschiedlicher Hersteller. Inzwischen gibt es eine breite Palette unterschiedlicher Systeme. Nach wie vor besteht im Hinblick auf die Wirksamkeit und die Vergleichbarkeit der Systeme eine gewisse Verunsicherung. In diesem Beitrag werden Kennzahlen zur vergleichenden Gegenüberstellung von Rinnen- und Schachtsystemen zur Filtration von Regenwasser vorgestellt. Darüber hinaus wird über Untersuchungen zur Regenwasserfiltration an zentralen Standorten berichtet.
Unser tägliches Wasser
(2020)
Wasser: Tot oder lebendig?
(2020)
Das Buch umfasst die Grundlagen der hydraulischen Dimensionierung von Kanalnetzen und die Konzepte zur Kanalnetzbemessung. Ein Kapitel enthält die Grundlagen der Modellierung und Simulation von Niederschlag und Abfluss. Ein Schwerpunkt bilden Überflutungen (urbane Sturzfluten) und Maßnahmen zur Überflutungsvorsorge. Abschließend werden Maßnahmen und Entwicklungen zur wassersensitiven Stadtentwicklung vorgestellt.
Hitzeinseln und urbane Sturzfluten durch Starkregen
stellen ein zunehmendes Problem in urbanen Räumen
dar. Ein Beitrag zur Resilienz ist die Etablierung von urbanem
Grün, das sich durch Platzmangel und Trockenheit
häufig nur eingeschränkt entwickeln kann. Im Rahmen
des Projektes BeGrüKlim werden an der FH Münster Systeme
zum Rückhalt von Niederschlägen und zur Bewässerung
von Stadtbäumen untersucht. Im Rahmen des Projektes
erfolgte eine Analyse klimatischer Entwicklungen
im Münsterland.
Auf der Basis von Wetterdaten des DWD konnte gezeigt
werden, dass sich die Erwärmung im Münsterland – dem
weltweiten Trend folgend – seit den 1990er-Jahren in
einer
Phase der Beschleunigung befindet. Die Zahl der
Sommer- und Hitzetage nimmt seitdem signifikant zu.
Zudem zeigt sich über die vergangenen 60 Jahre eine
Zunahme
von Trockenperioden im Frühjahr. Der daraus
resultierende Trockenstress stellt für urbanes Grün ein
zunehmendes Problem dar. Die Analyse von Starkregen
zeigt dagegen keine eindeutige Zunahme. Dabei ist allerdings
zu berücksichtigen, dass Starkregenereignisse aufgrund
der räumlich begrenzten Ausprägung nur eingeschränkt
durch lokale Messstationen (Punktmessungen)
erfasst werden.
Pro und Contra urbanes Grün
(2020)
Grün in urbanen Räumen zeichnet sich durch
ästhe tische und ökologische Wirkungen aus. Um
urbanes Grün langfristig auch in stark verdichteten
Räumen etablieren zu können, müssen Anforderungen
der unterschiedlichen Infrastrukturen
mit den Lebensbedingungen der Pflanzen in Einklang
gebracht werden. Den zahlreichen positiven
Wirkungen stehen jedoch auch störende Einflüsse
gegenüber, die bereits im Planungsprozess urbaner
Räume zu berücksichtigen sind. Durch die Auswahl
angepasster Arten und geeigneter Standorte
sowie dauerhafter Pflegekonzepte können störende
Effek te vermieden oder zumindest reduziert
werden. Hier ist die Kooperation unterschiedlicher
Fachdisziplinen gefordert. Dazu zählen unter anderem
Akteure aus den Bereichen Landschaftsarchitektur
und Stadtplanung, Verkehrsplanung
und Wasserwirtschaft. In diesem Beitrag sollen
Aspekte zur Etablierung von urbanem Grün, in erster
Linie aus wasserwirtschaftlicher Sicht thematisiert
werden.
Zunehmend gewinnen naturnahe Systemlösungen zur Entwässerung urbaner Räume an Bedeutung. Ziel künftiger wasserwirtschaftlicher Konzepte ist die ortsnahe Rückhaltung mit unmittelbarer Versickerung und Verdunstung des Regenwassers, statt der raschen Ableitung und Einleitung in ein naheliegendes Oberflächengewässer. Baumrigolen sind ein wesentliches Element dieser Form der Regenwasserbewirtschaftung im Kontext einer wasserbewussten Stadtentwicklung. In diesem Beitrag werden Systembeispiele und wasserwirtschaftliche Aspekte von Baumrigolen beschrieben und aktuelle Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zur Untersuchung der multifunktionalen Wirkung von Baumrigolen vorgestellt. Zur Multifunktionalität zählen die Überflutungsvorsorge durch ortsnahe Retention und die Nutzung des Regenwassers zur Bewässerung von Stadt- und Straßenbäumen. Abschließend erfolgt eine Zusammenstellung zahlreicher Ökosystemleistungen der Systeme im urbanen Raum.
Urbane Sturzfluten, Stadthygiene und Gewässerschutz zählen zu den maßgeblichen Herausforderungen der Entwässerungstechnik. Zur Entwässerung urbaner Räume hat sich zumindest in Gebieten mit humidem Klima die Schwemmkanalisation etabliert. Neben den bewährten Systemen sind künftig jedoch weitergehende Entwicklungen erforderlich. Klimatische Entwicklungen und Anforderungen an die Gewässerreinhaltung erfordern innovative Konzepte. Dazu zählen Maßnahmen einer wasserbewussten Stadtentwicklung, um Regenwasser nicht einfach abzuleiten, sondern als wichtiges Systemelement urbaner Räume zu sehen.
Zur Bemessung etablierter Systeme und zur Entwicklung innovativer Konzepte, sind die bestehenden infrastrukturellen Systeme und deren Auswirkungen auf die aquatischen Ökosysteme erst einmal zu verstehen. Die erforderlichen Grundlagen und die Methoden der Systembemessung werden anschaulich beschrieben.
Intensive Niederschläge (Starkregen) haben im Sommer 2021 zu Hochwasserereignissen geführt, bei denen nicht nur Sachschäden entstanden sind, sondern sogar viele Menschen gestorben sind. In den Sommermonaten der vergangenen Jahre war es lange trocken und sehr heiß. Zu viel oder zu wenig Regen – beides kann lebensbedrohlich sein. Die Auswirkungen des Klimawandels waren Thema des Vortrags.
In vielen Ländern der Erde leiden die Menschen unter Wassermangel und Dürre. Für Menschen in Deutschland sind solche Extremsituationen ungewohnt. Überflutungen sind eher selten und Trinkwasser ist genug vorhanden. Aber was muss dafür getan werden, damit die Menschen mit Wasser versorgt und vor Überflutungen geschützt werden?
Die Ursachen und Merkmale einer Überflutung durch urbane Sturzfluten und einer Überschwemmung aufgrund eines Flusshochwassers sind unterschiedlich. Die Folgen einer urbanen Sturzflut beschränken sich zumeist auf Sachschäden. Bei einem ausgeprägten Hochwasser, wie beispielsweise im Sommer 2021, stehen neben verheerenden Schäden an Gebäuden und Infrastruktur vor allem die Gefahr von Leib und Leben im Mittelpunkt. Die Möglichkeiten der Risikokommunikation hängen maßgeblich von der Art der Ereignisse ab. Grundsätzlich kann zwischen der grundlegenden und dauerhaften Kommunikation (Bürgerinformation) und der Risikokommunikation in akuten Fällen durch Warnhinweise unterschieden werden.
Tipps zum Umgang mit Starkregen. #Kurvekriegen - Der Klimaschutz-Podcast. 2. Staffel - Episode 3
(2021)
Grüning H. (2022) Hochwasser und urbane Sturzfluten. Vortrag beim Rotary-Club Beckum, am 03.01.2022
(2022)
Das gescheiterte Liebesleben von Fischen. Münsters Wissenschaftsfestival Schlauraum Grund:Wasser.
(2022)
The development of compact treatment devices with high removal efficiencies and low space requirements is a key objective of urban stormwater
treatment. Thus, many devices utilize a combination of sedimentation and upward flow filtration in a single system. This study, for the
first time, evaluates the flow field inside a combined filter-lamella separator via computational fluid dynamics. Herein, three objectives
are investigated: (i) the flow field for different structural configurations, (ii) the distribution of particulate matter along the filter bed and
(iii) the dynamic clogging in discrete filter zones, which is addressed by a clogging model derived from literature data. The results indicate
that a direct combination of a filtration stage with a lamella separator promotes a uniform flow distribution. The distribution of particulate
matter along the filter bed varies with configuration and particle size. Clogging, induced by particles in the spectrum ,63 μm, creates
gradients of hydraulic conductivity along the filter bed. After treating about half of Germany’s annual runoff-efficient precipitation at a rainfall
intensity of 5 L/(s·ha), the filtration rates increase in the front of the filter bed by þ10%. Thus, long-term operating behavior is sensitive to
efficient filter utilization in compact treatment devices.