Energie und Umwelt

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Elena-Maria Klopries

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Herausforderungen und Ziele

     
    Verschmutztes Gewässer Urheberrecht: © IWW

    In einer Zeit, in der sich der Klimawandel mit all seinen Folgen täglich in fast allen Teilen der Welt bemerkbar macht, in Form von Extremwetterereignissen, schmelzenden Gletschern und sich immer weiter ausbreitenden invasiven Pflanzen- und Tierarten, gibt es eine Vielzahl an Herausforderungen, die sich um das Thema Wasser drehen.

    So hat beispielsweise die Wasserkraft als erneuerbare Energiequelle das Potenzial, die Entwicklung des menschengemachten Klimawandels zu verlangsamen, aber sie kann auch weitreichende mitunter negative Auswirkungen auf das Fließregime und die Durchgängigkeit der betroffenen Gewässersysteme haben.

    Eine weitere Konsequenz der Zunahme von erneuerbaren Energien an unserer Stromversorgung sind stärkere und wenig vorhersagbare Fluktuationen im Stromdargebot. Hierfür können konventionelle oder innovative Speichertechnologien wie (unterirdische) Pumpspeicherwerke erforscht und auf ihre hydraulischen Eigenschaften hin untersucht werden.

    Direktere Eingriffe des menschlichen Handelns in und um unsere Gewässer wie etwa Wasserentnahmen oder die Einleitung von Schadstoffen oder Unrat können zu einem Ungleichgewicht in der Qualität und Quantität des Oberflächen- und Grundwassers führen, was Hochwasser, Dürre und eine schlechte Wasserqualität zur Folge haben kann. Andererseits kann der gezielte Einsatz von technischen Maßnahmen und Bauwerken und / oder sogenannten nature-based solutions dazu beitragen, unsere (aquatische) Umwelt robuster und nachhaltiger und somit widerstandsfähiger gegenüber den Folgen des Klimawandels zu gestalten.

    Zu erforschen, welche Maßnahmen und welches Handeln hierbei welche Effekte haben, ist das Ziel der Forschungsgruppe Energie und Umwelt.

     
    Wasserkraftanlage Urheberrecht: © IWW

    Aufgaben und Forschungsmethoden

    Die Erforschung und Untersuchung dieser Herausforderungen erfolgt sowohl durch Methoden des klassischen konstruktiven Wasserbaus als auch durch die noch recht junge Disziplin der Ecohydraulics. Während im konstruktiven Wasserbau die physikalischen Strömungsprozesse im Gewässer und an Bauwerken mit Hilfe von wasserbaulichen Modellversuchen und numerischen Strömungssimulationen untersucht werden, bezieht die Ecohydraulics ebenfalls den interdisziplinären Kontext mit ein. Dabei werden aufbauend auf der Erforschung der physikalischen Prozesse auch die Auswirkungen dieser auf die aquatische Umwelt erforscht. Hierzu zählen unter anderem die biologischen, chemischen und physikalisch-chemischen Auswirkungen. Auch weitere Aspekte können hier eine Rolle spielen wie etwa soziologische und wirtschaftliche Fragen. All das kann ebenfalls in wasserbaulichen Modellversuchen und numerischen Strömungssimulationen untersucht werden, aber vielfach auch in Freilanduntersuchungen in der Natur.

    Als Forschungsmethoden werden physikalische Modellversuche, Feldmessungen, numerische Simulationen und theoretische Analysen genutzt.