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Dauerhafter und nachhaltiger Korrosionsschutz des Betonstahls in Verkehrswasserbauwerken
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Immobilization of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS): experimental and model-based analysis of leaching behavior
No full textDie Dissertation untersucht die Elution und Immobilisierung von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) in belasteten Böden, insbesondere unter Verwendung von aktivkohlebasierten und zementbasierten Immobilisierungsansätzen. Ziel der Arbeit war es, das Elutionsverhalten von PFAS unter verschiedenen experimentellen Bedingungen zu charakterisieren, die Langzeitstabilität von Immobilisierungsmitteln zu untersuchen und die Anwendbarkeit verschiedener experimenteller Methoden zur Bewertung der PFAS-Immobilisierung zu prüfen. Die PFAS-Elution wurde in Batch-, Säulen- und Lysimeterexperimenten untersucht. Mathematische Modelle (Kontinuummodell und Random-Walk-Particle-Tracking-Modell) wurden eingesetzt, um Retentionsmechanismen wie Gleichgewichtssorption, kinetische Sorption und Sorption an Luft-Wasser-Grenzflächen (AWI) zu analysieren. Die PFAS-Elution konnte durch AC-basierte Produkte um über 95 % reduziert werden, allerdings wurde eine verzögerte Desorption von kurzkettigen Perfluoralkylsäuren (PFAAs) wie PFBA und PFPeA festgestellt. Langkettige PFAAs wurden effektiv immobilisiert, während die Elution kurzkettiger PFAAs (besonders unter alkalischen Bedingungen) nur geringfügig beeinflusst wurde. Lysimeterexperimente zeigten die Relevanz der AWI-Sorption bei variabel-gesättigten Bedingungen für die Retardierung langkettiger PFAAs. Langfristig wird die Elution durch die Kombination von kinetischer Sorption, Biotransformation und kompetitiver Sorption beeinflusst. Teilweise ist eine Verlängerung der Laufzeit der Experimente notwendig, da die Elution von PFAS, insbesondere durch kinetische Prozesse und Biotransformation, langfristig anhält. Die Ergebnisse zeigen, dass einzelne Elutionsverfahren ungenügend sind, um alle relevanten Prozesse abzubilden. Zur Untersuchung der PFAS-Immobilisierung wird eine Kombination verschiedener Methoden empfohlen. Die Arbeit trägt zu einem besseren Verständnis der PFAS-Transport in der ungesättigten Zone und der PFAS-Immobilisierung bei. Darüber hinaus wird die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen zu Schlüsselprozessen wie Transformation von Vorläufersubstanzen und kompetitiver Sorption betont
Beispiele und Lösungsansätze für Wechselwirkungen zwischen Wasserwirtschaft, Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Aquakultur und Binnenfischerei
No full textRock armour slope stability under wave attack in shallow water
No full textThe stability formula for rock slopes under wave attack was revised in Van der Meer (2021), replacing the mean period Tm with the spectral period Tm-1,0. This rewritten formula closely resembles the Modified Van der Meer formula as in the Rock Manual (2007), with differences primarily in coefficients and the use of H2% in the Rock Manual and H1/3 in Van der Meer (2021).
The wave characteristics change significantly in shallow water due to nonlinearities and wave breaking. The result is a significant change in the wave height and period, especially when severe breaking occurs and infragravity waves become significant or even dominate the spectrum. This may lead to very large breaker parameters. At a certain point, existing stability formulae may thus become inaccurate, both the original and the Modified formula for shallow water. The primary objective of this paper is to identify when and where shallow water stability results deviate from established formulae and how these deviations can be described.
The analysis involves an in-depth examination of datasets from Van Gent et al. (2003), Eldrup (2019), and other relevant data to increase the understanding of waves in shallow water and how they affect rock slope stability.
The use of H2% in the Modified Van der Meer formula gives some difficulties as no reliable prediction method is available for that parameter when the relative depth is small, h/Hm0 deep 1.5. For shallow water with h/Hm0 deep < 1.5no systematic trend with the energy period is observed anymore and constant combined stability numbers are given for guidance in preliminary design
Die Ostseesturmflut im Oktober 2023: Schäden an Küstenschutzanlagen und Konsequenzen für den Küstenschutz in Schleswig-Holstein
No full textVom 19.10. bis zum 21.10.2023 wurde die Ostseeküste von Schleswig-Holstein von einer schweren bis sehr schweren Sturmflut heimgesucht. Die sehr hohen Wasserstände haben in Kombination mit zwei Tagen andauerndem Sturmseegang gravierende Schäden an öffentlichen und privaten Infrastrukturen verursacht. Die Küstenschutzanlagen unterlagen extremen hydraulischen Belastungen. Während die Landesschutzdeiche die Sturmflut gekehrt haben, versagten acht von insgesamt 35 Regionaldeiche infolge von Deichbrüchen, Überlauf und Umströmung. An 10 Regionaldeichen traten mittlere bis starke Schäden auf und an 20 Regionaldeichen wurden Wiederherstellungsmaßnahmen erforderlich.
Aufgrund einer Analyse der Folgen der Oktoberflut 2023 lassen sich die nachfolgenden für den künftigen Küstenschutz an der Ostseeküste von Schleswig-Holstein relevanten Schlussfolgerungen ableiten. Die Sturmflut hat zu starken Schäden an und Versagen von Regionaldeichen an der Festlandsküste geführt. Sie sind – bis auf wenige Ausnahmen – nicht auf eine solche Sturmflut ausgelegt. Für die bisher für die Regionaldeiche an der Festlandsküste zuständigen kleinräumig strukturierten Wasser- und Bodenverbände stellt die langfristige Gewährleistung eines adäquaten Küstenhochwasserschutzes, insbesondere der dichter besiedelten Küstenniederungen, eine enorme finanzielle und personelle Herausforderung dar. Schließlich hat die Sturmflut in mehreren bisher ungeschützten Küstenorten zu größeren Überflutungen und signifikanten Schäden geführt. Ohne Schutzmaßnahmen werden die Schadenserwartungen in diesen Küstenorten infolge des stärkeren Meeresspiegelanstieges im Vergleich zum ruralen Bereich überproportional steigen. Als wesentliche Konsequenz der Oktoberflut 2023 hat das Land angeboten, auf Antrag die Zuständigkeit für den Küstenhochwasserschutz in dichter besiedelten Küstenniederungen, die aktuell durch Regionaldeiche geschützt werden, zu übernehmen. Der Landesfokus liegt dabei auf dem Schutz von Siedlungen im übergeordneten öffentlichen Interesse
