Projekt EDoM’18 erfolgreich gestartet

Unter dem Titel „EDoM‘18“ (Ems-Dollart-Measurements) ist in dieser Woche unter federführender Beteiligung der BAW ein groß angelegtes niederländisch-deutsches Naturmessprogramm in der Unter- und Außenems erfolgreich gestartet. Insgesamt 16 Institutionen, Behörden und Universitäten wollen sich mit über 20 Wissenschaftlern daran machen, die hydrologischen Verhältnisse zwischen dem sogenannten „Emder Fahrwasser“ und der offenen Nordsee zu untersuchen.

Ausbringen einer Messgeräteverankerung in der Außenems

Die Ems, die in diesem Bereich teils auf deutschem, teils auf niederländischem Territorium liegt, leidet seit vielen Jahren unter einer Verschlechterung des ökologischen Zustandes. Die Ursache hierfür ist eine extrem hohe Schwebstofffracht, die mit jeder Flut in das System eingetragen wird. Die Mechanismen, die zu dieser „Verschlickung“ führen, sind noch nicht genau verstanden und können durch theoretische Betrachtungen und Simulationsberechnungen noch nicht vollständig nachvollzogen werden. Die aus EDoM’18 gewonnenen Erkenntnisse sollen nun einen Beitrag leisten, um Lösungsstrategien für eine Verbesserung des ökologischen Zustandes sowie für eine Reduzierung der enormen Unterhaltungsaufwendungen der WSV zu entwickeln.

Messnetz aus festen Beobachtungsstationen und schiffsgestützten Messungen

Während eines zweitägigen Workshops in Delfzijl (NL) im Oktober 2017 ist zunächst ein zweistufiges Naturmessprogramm vereinbart worden, dessen erster Teil nun in dieser Woche umgesetzt wurde. Hierfür wurde ein engmaschiges Netz aus insgesamt 10 Unterwasser-Messstationen konzipiert, welches über den Zeitraum von ca. 1 Monat Daten zur Verteilung des Salzgehaltes und zur Strömungs- und Schwebstoffdynamik im Untersuchungsgebiet sammelt.  Eingebettet in dieses Monitoring-Programm ist eine Messkampagne (Ende August 2018) über einen Tidezyklus, an der sich zeitgleich 7 Schiffe aus Deutschland und den Niederlanden beteiligen werden, um hochaufgelöste Beobachtungen der Wassersäule (z.B. Probennahmen, Turbulenz) und Querprofilmessungen zur Durchfluss- und Strömungsverteilung durchzuführen. Die Kampagne wird im Winterhalbjahr (voraussichtlich Januar 2019) wiederholt, um unterschiedliche Abflussbedingungen zu erfassen.

Eine 4-köpfige Planungsgruppe bestehend aus Rijkswaterstaat (zuständig für Verkehrswege), dem Forschungsinstitut Deltares, dem Projektmanagementdienstleister Royal Haskoning (alle NL) und der BAW (im Auftrag des WSA Emden) hat die Koordinierung des umfangreichen Programms übernommen. Darüber hinaus sind (u.a.) beteiligt: der Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN), das Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW), das Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) sowie die Universitäten von Oldenburg, Twente, Wageningen und Delft . Im Rahmen internationaler Kooperationen werden sich die University of Maine (US, Spezialgebiet: Turbulenzuntersuchungen) und die Plymouth University (UK, Spezialgebiet: Flockendynamik) beteiligen. Mit ersten Ergebnissen aus der Sommermesskampagne 2018 kann im Winter gerechnet werden, das gesamte Programm wird Ende 2019 abgeschlossen sein.

 

Verfasst von Christian Maushake

Ich bin seit 1989 bei der BAW angestellt und beschäftige mich seit Mitte der 90-er Jahre mit Naturmessungen in Küstengewässern und Ästuaren, schwerpunktmäßig mit der Erhebung von Validierungsdatensätzen für die numerische Simulation

Oh, wie schön ist Panama.

Nein, das ist nicht die Geschichte vom kleinen Tiger und dem kleinen Bär, die nach Panama reisen, weil sie eines Tages eine leere Holzkiste mit der Aufschrift „Panama“ aus dem Fluss ziehen, die nach Bananen riecht. Worauf der kleine Bär beschließt, dass Panama das Land seiner Träume ist. Nein, es war nicht der Duft von Bananen, der uns nach Panama lockte, sondern der Duft vom 34. Weltkongress von PIANC, eine der ältesten technisch-wissenschaftlichen Vereinigungen im Bereich Schifffahrt, Häfen und Wasserstraßen. Dieser Kongress fand vom 7. bis 11. Mai in Panama City statt, in unmittelbarer Nähe des Panamakanals, der nach dem Suezkanal, wichtigsten Wasserstraße der Welt.

Die Franzosen hatten sich schon an dem Kanal versucht, als Panama noch zu Kolumbien gehörte. Ferdinand de Lesseps wurde 1880 beauftragt nach dem er bereits erfolgreich den Suezkanal gebaut hatte. Doch Lesseps scheiterte. Malaria, Gelbfieber und das tropische Klima rafften seine Arbeiter dahin. Am Ende kostete der Panamakanal fast 22.000 Menschen das Leben. Ferdinand de Lesseps wollte den Kanal (wie in Ägypten) ohne Schleusen bauen. Als das nicht funktionierte, beauftragte er Gustave Eiffel mit der Planung von Schleusen, doch da war es schon zu spät. Die Kosten für den Kanal waren explodiert und das Unternehmen ging pleite. Beruhigend für die jungen Wasserbauingenieure ist an dieser Geschichte, dass man Ferdinand de Lesseps trotz seinem grandiosen Misserfolg ein Denkmal in Panama City errichtet hat. Also, Mut zum Fehler! Daraus wird man/frau nicht nur klug, sondern man/frau bekommt unter Umständen auch ein Denkmal.

Nach der Pleite von Lesseps kam Theodor Roosevelt, kaufte die französische Konkursmasse auf und verhandelte mit Kolumbien über eine Wasserstraße. Da die Gespräche nur schleppend voran kamen, unterstützte Roosevelt eine Revolution, der souveräne Kleinstaat Panama wurde ausgerufen und von den Amerikanern flugs anerkannt. In einem Vertrag wurde den Amerikanern auf unbegrenzte Zeit die Souveränität über einen 15 km breiten Streifen quer durch das Land zugesichert. Ein guter Deal. Denn mit dem Kanal sollte sich nicht nur der Seeweg von San Francisco nach New York um 15.000 km verkürzen. Panama sollte sich auch für die Amerikaner als ein wichtiger Militärstützpunkt entwickeln.

Dem US Corps of Engineers gelang es die Malaria einzudämmen und den Einschnitt durch die Basaltberge, den sogenannten Culebra Cut, zu überwinden. Einerseits durch Abtrag, anderseits durch den Aufstau des Gatúnsees. Der Höhenunterschied von 26 m erforderte aber auch den Bau von je drei Doppelschleusen. Am 15. August 1914 fuhr der Dampfer SS Ancón als erstes Schiff in knapp zehn Stunden durch die etwa 80 km lange Wasserstraße. Von Panama City im Pazifik bis nach Colón im Atlantik. Im Jahre 1999 gaben die USA schließlich den Kanal zurück, der Panama heute dank der Einnahmen des Kanals zu den reichsten Ländern in Lateinamerika machte.

Soviel zum Hintergrund des Veranstaltungsortes. Was gibt es von der Konferenz zu berichten? Bereits am Sonntag fanden erste Sitzungen der verschiedenen PIANC Kommissionen statt. Um 18 Uhr wurden die Teilnehmer im Rahmen einer Welcome Reception begrüßt, bevor die Veranstaltung am nächsten Tag feierlich vom PIANC-Präsidenten Geoffroy Caude eröffnet wurde. Mehr als 650 Teilnehmer lauschten den Keynotes. Eine Keynote befasste sich dabei mit der Rolle des Panamakanals im internationalen Güterverkehr. So erfuhren die Teilnehmer, dass der Hauptnutzer des Kanals mit Abstand die USA ist, die so ihre Waren von der Ost- an die Westküste bringt und umgekehrt. Dahinter sind China, Kolumbien, Japan und Südkorea weitere große „Kunden“. Interessant ist auch, wie der Suezkanal und der Panamakanal konkurrieren. Da der Suezkanal zeitweise die Gebühren um 65% gesenkt hat, haben einige Reedereien sogar den längeren Weg über den indischen Ozean und das Mittelmeer vorgezogen.

Bis Donnerstag jagte dann, in sechs parallelen Sessions, ein Vortrag den anderen. Die BAW leistete mit insgesamt sieben Vorträgen ihren Beitrag zum Programm, das insgesamt sehr breit gefächert war. Neben „Inland Navigation“ gab es Vorträge zu den Themen „Ports“, „Marinas“, „Dredging“, „Environment“  sowie „Logistics und Infrastructure“. Zahlreiche Vorträge befassten sich mit der Erweiterung des Panamakanals, die ursprünglich zum 100. Geburtstag des Kanals abgeschlossen sein sollte. Bei den Arbeiten gab es aber technische Probleme, so dass das erste Schiff der Postpanamax-Klasse erst am 26. Juni 2016, also zwei Jahre später als geplant, die neuen Schleusen passieren konnte. Neben dem fachlichen Input bot sich in den Pausen der Konferenz die Gelegenheit, bestehende Kontakte zu pflegen, neue Kontakte zu knüpfen und interessante Fachgespräche zu führen.

Zum obligatorischen Konferenzdinner wurde zum Unglück der mehr als 650 Teilnehmer (und vermutlich der Veranstalter) der chinesische Botschafter in Panama eingeladen. Der Botschafter sprach in fließendem Spanisch mit englischer Übersetzung. Das alleine verdoppelte schon die Redezeit. Nach 20 min wurden die Gäste unruhig, nach 40 min fand die Exzellenz immer noch kein Ende. Endlich, endlich kam der Botschafter zum Schluss und bedankte sich artig unter tosendem Applaus (wahrscheinlich waren alle dankbar, dass die Rede beendet und das Buffet endlich eröffnet war).

Am Donnerstag wurde eine Exkursion zu den alten Miraflores-Schleusen auf der pazifischen Seite angeboten. Zwei direkt aufeinanderfolgende, etwa 33,5 m breite und 327,6 m lange, Schleusenkammern überwinden hier, je nach Tide, einen Höhenunterschied zwischen 13 und 20 m. Die Schiffe werden über beidseitig fahrende Treidelloks in die Schleusenkammern gezogen und in ihrer Lage stabilisiert. Dabei können die Loks sogar die 45 Grad steilen Rampen zwischen den Schleusenkammern überwinden. Beeindruckend ist die Koordination der 4 bis 8 Loks durch den Lotsen für eine sichere (und hoffentlich berührungsfreie) Passage der Schiffe.

Im Gegensatz dazu werden die Schiffe in den neuen Schleusen mit Tugboats in die Kammern gezogen und auf Kurs gehalten. Die 4.400 PS starken Kraftprotze begleiten die Schiffe nicht nur durch die Schleusen, sondern teilweise auch durch die Kanalabschnitte mit engen Kurvenradien. Diese neuen Schleusen bekommen wir bei einer Exkursion am Freitag zu sehen. Mit einem historischen Zug der Panama Canal Railway Company werden die Teilnehmer nach Colón gefahren, um dort die Gatún-Schleusen zu besichtigen. Bei der Erweiterung wurden nämlich sowohl auf der atlantischen als auch auf der pazifischen Seite neue, dreistufige Schleusentreppen gebaut, deren Kammern je 55 m breit und 427 m lang sind. Im Gegensatz zu den alten Schleusen wurden diese aber als Sparschleusen mit je drei Sparbecken pro Kammer ausgelegt.

Es ist beindruckend, die Schiffe auf dem Gatúnsee zu sehen, die auf die Einfahrt in die neuen Schleusen warten. Mehr als 14.000 Container fassen die schwimmenden Riesenlager und unsere Binnenschiffe, mit denen wir uns täglich beschäftigen, werden im Vergleich dazu immer putziger. Jährlich fahren rund 15.000 Schiffe durch die Passage. Panama soll mit der Kanalgebühr ungefähr 8% seines Bruttoinlandproduktes verdienen. Das ist großer, wirklich sehr großer Verkehrswasserbau hier in Panama. Ein perfekter Rahmen für den 34. Schifffahrtskongress von PIANC im Land der Träume vom kleinen Tiger und dem kleinen Bär.

Verfasst von Michael Gebhardt

Ich bin seit 2000 wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich und beschäftige mich vorwiegend mit hydraulischen Fragestellungen an Wasserbauwerken.

Marathonläufer oder Couch-Potato?

Im Zweijahresrhythmus finden BAW/BfG-Kolloquien zur ökologischen Durchgängigkeit statt. In diesem Jahr trafen sich ca. 150 Teilnehmer aus WSV, von Landesbehörden, Ingenieurbüros, Hochschulen und Universitäten sowie aus der (Energie-)Wirtschaft in der BfG in Koblenz. Und nein: es wurde nicht über die sportlichen Fähigkeiten der Teilnehmer diskutiert! Grundthema des Kolloquiums war die Standardisierung von Fischaufstiegsanlagen, sowie Notwendigkeit, Möglichkeiten und Grenzen dieser Standardisierung.

Die Vorträge reichten von der Definition eines „Standards“ als Wort über den Weg zur Festlegung von Standards bis hin zu verschiedenen Arbeitsergebnissen im Bereich Standardisierung, sowohl als nationale oder internationale Regelwerke als auch als Planungsempfehlungen. Die Zuhörer erfuhren, dass sich Standards auf ganz verschiedene Bereiche beziehen können: Prozessstandards, Bemessungsstandards, Bauteilstandards und auch Standards für die Qualitätssicherung – entweder für einzelne Verfahren bzw. Messmethoden, Messdaten oder für die eingesetzten Messwerkzeuge. Durch neue Erkenntnisse können und müssen sich  Standards weiter entwickeln. In einem aufwändigen Prozess fließen diese ggf. in entsprechende Veröffentlichungen wie Regelwerke, Merkblätter o.ä. ein. Durch die Notwendigkeit die EU-Wasserrahmenrichtlinie zügig umzusetzen und die gleichzeitigen Wissensdefizite erfolgen Umsetzungsmaßnahmen (Bau von Fischauf- und Fischabstiegsanlagen) und entsprechende Forschung in parallelen Prozessen, die sich gegenseitig befruchten.

Der Blick über den Tellerrand hinaus wurde insbesondere durch die Vorträge internationaler Experten ermöglicht. Und da kommen dann die körperlichen Wanderfähigkeiten der Fische ins Spiel. Prof. Tony Farrell von der University of British Columbia in Kanada stellte seine Erfahrungen von den verschiedenen Sockeye-Lachs-Populationen am Fraser-River vor. Selbst innerhalb dieser Art fand er Marathonläufer und Couch-Potatoes. Nach Prof. Farrells Überzeugung haben sich durch die unterschiedlich langen Wege der Populationsgruppen zu ihren Laichgründen unterschiedliche Fähigkeiten ausgebildet, sodass ein Sockeye-Lachs, der aus einem der mündungsnäheren Laichgebiete stammt eine geringere Leistungsfähigkeit aufweist als ein Sockeye-Lachs, der mehrere hundert Kilometer weiter schwimmen muss um seine Laichgründe zu erreichen.

Vor diesem Hintergrund und der Anforderung nicht nur einer Fischart, sondern möglichst allen Arten der ursprünglichen lokalen Fischzönose Wanderungen zu ermöglichen, zeigen sich die Grenzen der Standardisierung. Umgekehrt lassen sich aber ohne Standardisierung kaum die Erwartungen der EU-Wasserrahmenrichtlinie an eine schnelle Umsetzung der ökologischen Durchgängigkeit erfüllen. In diesem Spannungsfeld befinden sich Planung, Forschung und Entwicklung und letztlich auch die Qualitätssicherung im Bereich ökologische Durchgängigkeit. Damit ergibt sich auch immer wieder die Notwendigkeit verfügbare Standards am individuellen Standort zu hinterfragen. In Analogie zum Sport: Sowohl die Fische als auch Planer und Entwickler von Fischwanderanlagen brauchen Zähigkeit, Energie, Durchhaltevermögen und manchmal auch Mut, um ihr Ziel zu erreichen.

Verfasst von Anne Kampker

Ich bin wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich. Ich berate die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung bei der Planung von Fischaufstiegsanlagen.

Valerie Vidal und Masha Galling: 2. Platz beim Bundeswettbewerb Jugend forscht!

Valerie Vidal und Masha Galling: 2. Platz beim Bundeswettbewerb Jugend forscht im Fachgebiet Physik!

Wie bereits in einem früheren Blog berichtet (http://blog.baw.de/wp/?p=1015) haben die Schülerinnen Valerie Vidal und Masha Galling über den Sog auf der Elbe fahrender Schiffe und dessen Wirkung auf Badende geforscht. Dabei sind sie in der BAW vom Klemens Ulizcka und Marcus Boehlich betreut worden. Nachdem sie im Fachgebiet Physik Landessiegerinnen geworden waren haben sie nun im Bundeswettbewerb den zweiten Platz errungen. Valerie schreibt: „Für Ihre Unterstützung möchten wir uns ganz herzlich bei Ihnen bedanken. Ich habe mir viel Fachwissen dadurch aneignen können. Dieser Bereich erweckte in mir immer mehr Interesse und Freude, mich mit dem Bereich des Wasserbaus zu beschäftigen.“

Die BAW gratuliert ganz herzlich!

Photo aus: https://www.jugend-forscht.de/projektdatenbank/hilfe-sog-auswirkungen-der-schifffahrt-auf-die-sicherheit-am-elbstrand.html

Verfasst von Marcus J. Boehlich

Dipl. Ozeanograph, seit 1987 bei der BAW angestellt. Vorzugsweise mit der Tidedynamik der Elbe sowie mit Geodaten beschäftigt.

FORUM HTG „LNG“ zu Gast bei der BAW in Hamburg

 

 Quelle: Hafentechnische Gesellschaft (HTG)

Das Forum HTG war am 16.05.2018 zu Gast bei der BAW. In der Hafencity beim Referat Schiffstechnik fand die abendliche Veranstaltung der Hafentechnische Gesellschaft (HTG) statt. Die Veranstaltungsreihe wird durch die Junge HTG für die gesamte Fachgesellschaft organisiert. Impulsvorträge und Diskussionsrunden in kleinen Abendveranstaltungen bilden den Kern dieses Formats.

LNG (Liquid Natural Gas) als alternativer Schiffsantrieb und zur Landstromversorgung war das Thema des Abends. Ein veritables Zukunftsprojekt mit Bedeutung für See- und Binnenschifffahrt, denn gerade in der aktuellen Umwelt-Debatte gewinnt die alternative Versorgung von Schiffen mehr und mehr an Bedeutung. Hamburg ist mit seiner Infrastruktur bereits vielseitig aufgestellt, u. a. mit der Möglichkeit, Handels- und Personenschiffe mit LNG zu betreiben.

Begrüßt wurden die Teilnehmer von Herrn Holger Rahlf, Abteilungsleitung Wasserbau Küstenbereich der BAW. Die BAW unterstützt  die Aufgaben und Veranstaltungen der HTG auf vielfältige Weise und hat die Rolle des Gastgebers gerne übernommen. Nach kurzer Vorstellung der Aufgaben der BAW  wies Herr Rahlf auch auf die fachliche Relevanz des Themas LNG für die BAW hin. So wird im Referat Schiffstechnik mit der ATAIR, ein hochmodernes, den höchsten Umweltanforderungen entsprechendes Schiff für den Einsatz auf Nord- und Ostsee geplant, und auch bei den Planungen zum Ersatzneubau der WSV-Mehrzweckschiffe werden LNG-Antriebe berücksichtigt.

Nach der Begrüßung durch den Geschäftsführer der HTG, Michael Ströh, bildeten dann zwei spannende Keynote-Vorträge die Basis für diesen Abend:

„LNG als Treibstoff für die Schifffahrt“

Herr Dr.-Ing. Jochen Schmidt-Luessmann von der Fa. Marine Service GmbH stellte den Status Quo des Einsatzes von LNG bei Handelsschiffen dar und erläuterte zudem technische Sachverhalte zu Motoren für den LNG-Betrieb sowie Tanksystemen und über das Bunkern von LNG-Schiffen.

„LNG – Alternative Landstromversorgung“

Herr Christian Becker von der Fa. HPE Hybrid Port Energy ging im zweiten Vortrag auf die durch sein Unternehmen installierte LNG-Hybrid Barge und das LNG Power Pac® als alternative Landstromversorgung von Schiffen ein.

Während und im Anschluss der Vorträge fand eine rege und kontroverse Diskussion statt, u.a. zu technischen Herausforderungen, Verfügbarkeit und Logistik von Tanksystemen, Umweltverträglichkeit mit Methan-Schlupf, Herausforderungen bei behördlichen Genehmigungen zwischen Land und Wasser und alternativen, zukünftigen Treibstoffen.

Trotz der späten Stunde wurden zum Abschluss des Abends bei einem kleinen Snack und Getränken der Fachaustausch und die Gespräche noch rege fortgesetzt.

Weitere Informationen zur Junge HTG: https://www.htg-online.de/junge-htg/

PILE 2017 – International Conference on Advancement of Pile Technology and Pile Case Histories

Im September 2017 wurde die Veranstaltung „International Conference on Advancement of Pile Technology and Pile Case Histories“ – kurz PILE 2017 – auf Bali in Indonesien abgehalten, an der auch die BAW mit Beiträgen aus den Referaten K5 und K6 vertreten war. Die Tagung bot den ca. 300 Teilnehmern ein hoch spezialisiertes Themenfeld rund um theoretische und praktische Fragestellungen des Bauens mit Pfählen. Die hochkarätig vertretenen Keynotespeaker wie Prof. Bengt Fellenius  (seit über 50 Jahren international tätiger Pfahlexperte) oder Sergej Terzaghi (Chefgeotechniker im Bereich Asien/Australien eines international tätigen Ingenieurbüros mit ca. 10.000 Mitarbeitern und Enkel des Begründers der modernen, wissenschaftlichen Bodenmechanik, Karl Terzaghi) waren ebenso beteiligt wie der scheidende Präsident der Internationalen Gesellschaft für Bodenmechanik und Geotechnik (ISSMGE) Prof. Roger Frank (Paris) und sein Nachfolger Prof. Charles W. W. Ng. (Hong Kong).

Der erste Tag der Veranstaltung war geprägt von Workshops zu den Themen Pfahlbemessung und Pfahlprobebelastungen. Hier wurden unterschiedlichste Projekte aus der ganzen Welt vorgestellt in denen u. a. auf das Lastsetzungsverhalten von Pfählen und den Einsatz faseroptischer Messinstrumente bei Pfahlprobebelastungen eingegangen wurde.

Die folgenden Tage waren geprägt von sehr interessanten Vorträgen international renommierter Redner wie Prof. Ikhuo Towhata (ehemaliger Professor der Universität Tokio) u. a. zu Modellversuchen an Pfählen oder Prof. Hesham El Naggar von der Western University aus Kanada zur Bemessung von Schraubpfählen.

Rückblickend bleiben jedoch nicht nur die fachlichen Highlights in Erinnerung, sondern auch, dass große Teile der Insel zu dieser Zeit evakuiert werden mussten, da der Vulkan Agung auszubrechen drohte, was schließlich zwischen November 2017 und Februar 2018 mit mehreren Eruptionen geschah.

Hier können Sie sich die BAW-Präsentationsfolien zum Vortrag „Axial Bearing Capacity of Large Diameter Pipe Piles“ ansehen.

Verfasst von Mussie Kidane

Als wissenschaftlicher Angestellter des Referats K6 beschäftige ich mich vorwiegend mit geotechnischen Fragestellungen im maritimen sowie küstennahen Bereich.

BAW-Patent: ,,Einbetonierbare, verschieblich ausgebildete Kopfkonstruktion zur Verankerung von Zugelementen an zyklisch beanspruchten Bauteilen.“

Durch die neue Kopfkonstruktion besteht die Möglichkeit, zyklisch beanspruchte Bauteile (z.B. Schleusenkammerwände) mit nicht vorgespannten Zugelementen zu sichern. Das erfolgt durch die Anordnung einer Bewegungsfuge mit einstellbarem Pufferspalt an der Übertragungsstelle zwischen dem Zugelementkopf und dem zu sichernden Bauteil (siehe Bild).

Die Aktivierung des Zugelementes in Abhängigkeit der Bauteilverformung kann durch den Abstand zwischen Unterlegplatte und Lasteinleitungsplatte und der dadurch entstehenden Bewegungsfuge objektspezifisch und einfach mit der Mutter und dem Gewinde auf dem Zugelement eingestellt werden.

Erst im Grenzzustand der Tragfähigkeit und entsprechend großer Bauteilverformung wird das Zugelement über die Kopfkonstruktion aktiviert. Dadurch wird eine zyklische Beanspruchung der Kopfkonstruktion, des Zugelementes und der Verbundfuge zwischen Verpresskörper und Boden im Gebrauchszustand deutlich reduziert bzw. vermieden.

Die volle Tragfähigkeit der Kopfkonstruktion und des Zugelements kann ohne Abminderung der zulässigen Spannungen aufgrund von zyklischen Beanspruchungen und daraus resultierender Materialermüdung genutzt werden.

Die Bundesanstalt für Wasserbau hat am 8.3.2018 die Patenturkunde mit der Patent Nr. 10 2011 105 61 für die Konstruktion erhalten.

 

 

Valerie Vidal und Masha Galling Siegerinnen beim Landeswettbewerb Hamburg Jugend forscht!

Im Oktober 2017 traten Valerie und Masha, 2 Schülerinnen der 9. Klasse des Gymnasiums Rissen an mich heran um Antworten auf Fragen zu bekommen, die während ihrer Arbeit am Thema „“Hilfe“, Sog! Die Elbe ist kein Planschbecken.“ aufgekommen waren. In ihrer Arbeit ging es um die Frage, welche Kräfte Schwall, Sunk und Strömung ausgelöst durch vorbeifahrende Schiffe auf schwimmende Menschen ausüben. Klemens Uliczka hat die Jugendlichen während der Arbeit betreut, ich konnte mich auf das Liefern von Daten (Wasserstände, Querprofile) beschränken.

Valerie Vidal und Masha Galling mit Urkunde und Arbeit

Was getan wurde beschreiben Valerie und Masha so:

1. Thema

,,Sog zieht zwei Kinder in die Elbe“. Dies berichtet die Presse von warmen Sommertagen am Strand. Immer wieder kommt es vor, dass Personen durch den Sog der vorbeifahrenden Schiffe vom Ufer aus in die Fahrrinne gerissen werden. Viele Strandbesucher unterschätzen die große Sogkraft der Elbe. Der meist nicht sichtbare Sog kann jedoch leicht zum Verhängnis werden. Auch in diesem Sommer wurden wir durch die Presse auf einen Großeinsatz am Falkensteiner Ufer aufmerksam gemacht.
Deshalb untersuchen wir mit einer Schaufensterpuppe am Wittenbergener Strand in Rissen wie groß die Sogkraft bei Ebbe und Flut auf den menschlichen Körper sowie bei unterschiedlichen  Schiffsklassen in der Elbe ist. Des Weiteren untersuchen wir wie viel Wasser durch die Schiffe in Form von Sog und Schwells zum Strand austritt. Dabei berücksichtigen wir den Einfluss von Tide und Windgeschwindigkeit sowie Tiefgang, Geschwindigkeit und Größe der vorbeifahrenden Schiffe.

2. Ziel

Wir wollen herausfinden wie stark die Sogkraft im Fahrwasser und wie groß der Absunk (Sog und Schwell) beim Vorbeifahren von unterschiedlicher Schiffsklassen ist, um Gefahren des starken Sogs für Strandbesucher, besonders für Kindern zu verdeutlichen. Wir wollen die Strandbesucher möglichst genau aufklären, wieso man nicht in der Elbe baden sollte und wieso der Sog bei den Standbesucher zum ,,Verhängnis“ werden kann. Unser Ziel ist es zu verhindern, dass insbesondere Kinder an Sommertagen in die Fahrrinne der Schiffe gezogen werden. Dazu wollen wir folgende Fragen beantworten:
1. Wie groß ist die Sogkraft bei Ebbe und Flut in der Elbe sowie bei unterschiedlichen Schiffsklassen?
2. Wie viel Wasser tritt durch die Schiffe zum Strand aus?
3. Mit welcher Geschwindigkeit fahren die Schiffe aus den einzelnen Schiffsklassen?
4. Wodurch wird die Sogkraft beeinflusst?

3. Hypothesen

1. Wir vermuten, dass die Sogkraft bei zunehmender Flut größer wird.
    Gleichzeitig vermuten wir, dass Containerschiffe und Kreuzfahrtschiffe eine große Sogkraft haben , da diese viele Wassermengen verdrängen.
2. Die Größe der Schiffe kann die Sogkraft stark beeinflussen.
3. Es wird keine Veränderungen bezüglich des Absunks geben, wenn das Schiff in Sichtfeld kommt.
     Während das Schiff auf unserer Höhe ist, wird sich das Wasser zurückziehen (Einsatz des Sogs). Hierbei wird sowohl der Wasseraustritt als auch der Wasserstand geringer. Nachdem das Schiff den Steg passiert hat, tritt Wasser zum Strand in Form von Wellen aus ( Einsatz des Schwells)
4. Die Geschwindigkeit der Schiffe könnte einen Einfluss auf unsere Messwerte haben.

Am Ende stand die Erkenntnis, dass die Kräfte auf einen schwimmenden Menschen am Ufer der Elbe von vielen Faktoren abhängen, deren Zusammenhang auch zum Teil beschrieben wurde.

Beim Landeswettbewerb Hamburg von Jugend forscht wurden Valerie und Masha in der Kategorie Physik Landessiegerinnen. Sie werden nun mit Ihrer Arbeit am Bundeswettbewerb teilnehmen. Wir drücken die Daumen!

Verfasst von Marcus J. Boehlich

Dipl. Ozeanograph, seit 1987 bei der BAW angestellt. Vorzugsweise mit der Tidedynamik der Elbe sowie mit Geodaten beschäftigt.

Eine eigene Cloud

Im Rahmen des Betriebssysteme-Unterrichts an der Berufsschule durften wir uns für das zweite Lehrjahr ein Projekt aussuchen, das wir mit einem Raspberry Pi umsetzen. Ein Raspberry Pi ist ein kleiner, leistungsschwacher, aber günstiger (ca. 35€) und energieeffizienter Einplatinenrechner, der für den Einsatz in Schulen entwickelt wurde. Der günstige Rechner entwickelte sich nicht nur bei Programmieranfängern zum Herzstück für verschiedenste Basteleien, sondern ist Standardausrüstung in einem breiten Spektrum von Bastlern bis in die Industrie.

Für das Projekt mit dem Raspberry Pi habe ich mich mit einem Klassenkameraden der Dualen Hochschule Baden-Württemberg zusammengetan, um eine Nextcloud zu realisieren. In diesem Artikel möchte ich weniger auf die Umsetzung des Projektes als auf Nextcloud an sich eingehen.

Was ist Nextcloud?

Nextcloud ist ein Fork, also ein Ableger bzw. eine Weiterentwicklung von Owncloud. Nextcloud bietet eine einfache Weboberfläche an, die wie ein „normaler“ Cloudspeicher aufgebaut ist und einfach bedienbar ist. Zudem gibt es Apps für mobile und Desktop-Betriebssysteme. Neben der Dateiablage bietet Nextcloud Zusatzfunktionen über Apps an, die sich über einen integrierten Appstore einfach und schnell installieren lassen. Dort gibt es z.B. eine Kalender-App, eine App, die verschlüsselte Videotelefonie und Textnachrichten ermöglicht, oder eine Musik-Player-App.

Die Startseite der Weboberfläche von Nextcloud

Was macht eine Cloud?

Bei Cloudspeichern denken die meisten erst einmal an Dateien, die manuell hochgeladen und mit anderen geteilt werden können. Was viele vergessen: Dazu gehören auch Adressbücher und Kalender. Smartphones synchronisieren Daten aus den Kontakten und dem Kalender meist automatisch zum Plattformanbieter, was meistens Google oder Apple ist. Alternativ wird eine solche Synchronisation aber auch von vielen Mailanbietern angeboten (abgesehen von dem Fall, dass Plattformanbieter auch der Mailanbieter sein kann).

Das Daten-Problem

Die oben genannte Synchronisation der Kontakte verursacht ein Problem: Wenn der Anbieter die Daten auswertet, kann er sehen, mit wem man vernetzt ist. Wenn er gar die Kontakte vieler Kunden auswertet, kann er nicht nur die Beziehungen mit einzelnen Freundeskreisen erkennbar machen, sondern auch sehen, wann wer wen als Kontakt hinzufügt oder löscht. Daher sollte man bei Erstellung eines Kontos bei einem Anbieter immer genau die AGB und Datenschutzbestimmungen lesen, um zu wissen, wie Daten geschützt werden oder ob die (ausgewerteten) Daten gar an Dritte weitergegeben (verkauft) werden. Letzteres geschieht zwar in der Regel anonymisiert, jedoch wird regelmäßig festgestellt, dass sich Datensätze mit etwas Aufwand auch deanonymisieren lassen.

Die Problematik beschränkt sich nicht nur auf Kontakte, sie existiert bei allen Daten. Um auf den ursprünglichen Cloudspeicher zurückzukommen: Es betrifft auch Fotos und Dokumente. So lässt sich nicht nur der Inhalt von Dokumenten analysieren, sondern auch die Metadaten: Wer hat das Dokument erstellt/bearbeitet (das Autoren-Attribut wird automatisch von Dokumentenbearbeitungsprogrammen gesetzt), wann wurde es erstellt / geändert, mit welchem Programm und Betriebssystem (wird ebenfalls automatisch vom erstellenden Programm hinzugefügt), welchen Titel hat es etc..

Bei Bildern ist das Problem noch größer: Hier lässt sich mittels Gesichtserkennungssoftware erkennen, wer dort abgebildet ist. In dem Metadaten können Kameras, die GPS integriert haben wie beispielsweise Smartphones, die genaue Position des Fotos abspeichern. Zudem werden dort Details zur Kamera sowie der Aufnahmezeitpunkt abgespeichert. Lädt man diese Bilder direkt zu einem Cloudanbieter hoch oder hat gar die Auto-Upload-Funktion aktiviert, kann dieser anhand der Metadaten ein Bewegungsmuster erstellen. Diese Funktion ist natürlich nicht nur zur Überwachung nutzbar, es gibt hier einige Apps, die Bilder so nach Orten sortieren und auf einer Karte visualisieren.

Das Metadaten-Problem

Neben den oben erwähnten Metadaten gibt es die „Metadaten“, die bei der Benutzung einer Cloud entstehen. Das beinhaltet u.A.: Wer teilt zu welcher Uhrzeit was mit wem, wann wird die Datei verändert, wie häufig wird die Datei von wem und mit welchem Endgerät von welcher IP-Adresse abgerufen.

Wie die Daten schützen?

Am Besten schützt man seine Daten, wenn man sie nur lokal behält und sie nicht in eine Cloud hochlädt. So ist man selbst vor Verlust des Cloud-Passwortes sicher. Wer auf eine Cloud nicht verzichten will,  kann die Dateien vor dem Upload verschlüsseln. Für die einfache Verschlüsselung gibt es spezielle Apps, die den Zugriff von verschiedenen Endgeräten auf die Verschlüsselten Dateien sowie deren Erstellung ermöglichen. Selbst bei dieser Ende-Zu-Ende Verschlüsselung wird aber das Metadaten-Problem nicht gelöst. Abgesehen davon sollten auch immer die Sicherheitsfunktionen des Anbieters überprüft und ggfs. genutzt werden; zum Beispiel lässt sich durch sogenannte zwei-Faktor-Authentifizierung verhindern, dass Angreifer durch erraten des Passworts Zugriff auf ein Benutzerkonto bekommen.

Eine Andere Möglichkeit: eine eigene Cloud betreiben. Dies wird mit Software wie Nextcloud ermöglicht. Da Nextcloud Freie Software ist, liegt der Quellcode vor, wodurch man ihn nach eventuellen Hintertüren durchsuchen und die Sicherheit der Software gewährleisten kann.

Wie kann ich meine eigene Cloud betreiben?

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um Nextcloud zu installieren. Nextcloud funktioniert technisch ähnlich eines Content-Management-System (CMS). Ein Beispiel für CMS ist die belieble Blog-Plattform WordPress, auf der übrigens auch der BAWBlog basiert.

Nextcloud Zuhause

Nextcloud lässt sich auf einem Rechner Zuhause installieren. Damit die Cloud immer erreichbar ist, muss dieser immer laufen. Ist dies ein alter Rechner, kann der Stromverbrauch recht hoch sein und würde damit entsprechende Kosten verursachen. Hier würde sich eher ein Kleinstrechner mit energieeffizientem ARM-Prozessor eignen. Für unser Projekt haben wir einen Raspberry Pi 3 verwendet. Dieser hat den Vorteil, dass er sehr energiesparend läuft, dafür aber sehr leistungsschwach ist. Zudem bietet er keine native Schnittstelle für normale Festplatten und ist daher eher für kleine Datenmengen geeignet. Schneller und einfacher bedienbar sind hier sogenannte NAS-Systeme (Network Attached Storage, zu Deutsch: Netzwerkspeicher), die zum Teil Nextcloud als App für ihr System anbieten. NAS-Systeme sind kleinere Rechner mit meist mehreren Festplattenslots und sind relativ energiesparend. Allerdings ist das Betriebssystem von NAS-Systemen meist proprietär und kann daher nicht auf Hintertüren überprüft werden; zudem sind die Geräte teuer in der Anschaffung.

Nextcloud im Rechenzentrum

Im Rechenzentrum ist es meist günstiger, da man hier auf einem Physikalischen Rechner mehrere virtuelle Rechner betreiben kann. Dies ermöglicht meist deutlich günstigere Preise als der Strom im eigenen Heim kosten würde. Neben virtuellen Servern bieten Hostinganbieter auch einfache Webhostingpakete an, auch „Shared Hosts“ genannt. Darauf läuft Nextcloud auch, allerdings ist die Kompatibilität nicht garantiert. Bei Webhostingpaketen sollte darauf geachtet werden, dass SQL-Datenbanken im Paket enthalten sind. Zwar lässt sich Nextcloud auch ohne eine Datenbank betreiben, wird dadurch aber langsamer; dieser Weg ist insbesondere für größere Installationen ungeeignet.

Am einfachsten lässt sich die eigene Cloud über Hostinganbieter realisieren, die Nextcloud offiziell anbieten. Eine Liste dieser Provider bietet Nextcloud auf seiner Seite an. Einige der dort gelisteten Provider bieten auch kostenlose Pakete mit bis zu 10GB Speicherplatz an. Leider lässt sich bei Providern nicht so einfach prüfen, ob bei der Implementierung von Nextcloud eine Hintertür eingebaut wurde. Hier empfehle ich persönlich eine Recherche über die Seriosität, soweit möglich; zudem achte ich darauf, wo der Anbieter seinen Sitz hat und seine Rechenzentren betreibt, da er in anderen Ländern anderen Gesetzen und anderem Datenschutz unterliegt.

Der Aufwand

Am höchsten ist der Aufwand Zuhause: Eigene Hardware aufstellen, Backups machen und bei Ausfall den Fehler suchen & beheben ist nur ein Teil der anfallenden Aufgaben; auch muss das Betriebssystem, auf dem Nextcloud läuft, mit einer Firewall abgesichert werden und regelmäßig upgedatet werden. Leichter ist es hier bei den gehosteten Lösungen, die auf einem Web Host basieren: Hier muss nur die Nextcloud aktualisiert werden und Einstellungen wie zur Verschlüsselung angepasst werden; Firewall und Betriebssysteme werden vom Anbieter betreut. Am einfachsten ist es allerdings, wenn Sie jemanden kennen, dessen Cloud Sie mitbenutzen können.

Eine Cloud voller Insellösungen?

Doch was ist nun, wenn jeder seine eigene Cloud betreibt? Wir haben zwar Dezentralität geschaffen, aber das erschwert ja das Teilen von Inhalten, da Clouds keinen einheitlichen Standard für das Teilen mit anderen Clouds haben, richtig? Ja und nein. Es gibt zwar keinen allgemeinen Standard, aber Nextcloud und Owncloud unterstützen ein System namens „Federated Cloud Sharing„. Damit können Dateien mit Nutzern anderer Next-/Ownclouds geteilt werden.

Brauche ich das?

Das ist eine nicht ganz einfach zu beantwortende Frage, die letztendlich nur Sie selbst beantworten können. Probieren Sie es doch einfach mal mit der von der Nextcloud GmbH zur Verfügung gestellten Demo aus!

Update vom 10.04.2018

Wie der Spiegel erfahren hat, wird Nextcloud auch die Grundlage für die „Bundescloud“ des ITZBund sein.

Verfasst von Florian Martens

Als Auszubildender zum Fachinformatiker mit Fachrrichtung Systemintegration darf ich mich, neben den alltäglichen Aufgaben im Referat Datenmanagement und Systemtechnik, mit verschiedenen Projekten für den Berufsschulunterricht und die BAW beschäftigen.

15. FIS-Workshop in der BAW ‒ Experten diskutierten Verkehrsfragen der Zukunft

Am 27. März 2018 fand in der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in Karlsruhe ein Workshop zum Thema „Zukunftssicheres Planen, Bauen und Unterhalten von Verkehrsinfrastrukturen durch Digitalisierung“ statt. Annähernd 40 Experten des Projekts „Forschungsinformationssystem für Mobilität und Verkehr (FIS)“, sowie Wissenschaftler der Ressortforschungseinrichtungen und Fachbehörden aus dem BMVI-Expertennetzwerk waren dazu eingeladen.

Begrüßt wurde die Runde von Herrn Stefan Kuschel (TÜV Rheinland Consulting GmbH), Herrn Peter Weinmann (Bundesanstalt für Wasserbau) sowie Herrn Ingo Christian Hartmann (G11, BMVI). Zu Beginn des eintägigen Workshops ließ Herr Matthias Fuchs von der Sächsischen Landesbibliothek ‒ Staats- und Universitätsbibliothek Dresden uns einen Einblick in „FID move“ nehmen. Dieser Fachinformationsdienst für Mobilitäts- und Verkehrsforschung „FID move“ ist ein zum FIS komplementäres, nicht konkurrierendes Angebot. Das Serviceangebot für Aufgaben der verkehrswissenschaftlichen Forschung dient der Versorgung mit Fachliteratur und Information, aber auch der Bereitstellung von Dienstleistungen und Werkzeugen.

Mit seinem Impulsvorträge „BIM statt Bagger? Digitalisierung im Infrastrukturbau“ gab uns Herr Weinmann einen guten Einblick in Building Information Modeling. Als Erfolgsgeschichte im Hochbau durch die Automatisierung der Kalkulation und Bauprozesses sowie der effizienteren Arbeitsvorbereitung begonnen, zieht BIM nun immer mehr auch in andere Bereiche des Bauens und der Verwaltung ein. Mit dieser Grundlage gewappnet, hatten die ca. 40 Teilnehmenden anschließend die Möglichkeit, in einer der drei Arbeitsgruppen mitzuwirken: „Zukunftssicheres Planen, Bauen und Unterhalten von Verkehrsinfrastrukturen durch Digitalisierung“, wobei sich je eine Arbeitsgruppe dem Thema Planen bzw. Bauen bzw. Unterhalten widmete. Rege Diskussionen in lockerer Atmosphäre wurden um die jeweiligen Wissenslandkarten Planen, Bauen und Unterhalten geführt. BIM wurde dabei als Werkzeug gesehen, alle Informationen zu einem Bauwerk an einem Ort abzulegen.

„BIM statt Bagger“ – Impulsvortrag von Peter Weinmann

Im Zuge des Begleitprogramms zur Mittagszeit hatten alle Interessierten nach dem obligatorischen Gruppenfoto die Möglichkeit, das neuste Rheinmodell und Forschungsvorhaben zum Jungferngrund in einer der Versuchshallen der BAW von Herrn Weinmann erläutert zu bekommen. Hierbei steht die Abladeoptimierung am Mittelrhein im Vordergrund, da die maximale Abladetiefe am Jungferngrund ein Nadelöhr im Güterverkehr zwischen Basel und Rotterdam ist, in dem die Schiffe im Bereich des Jungferngrunds nicht so schwer beladen sein dürfen wie z.B. im Bereich des Ober- oder des Niederrheins.

Brainstorming zur Wissenslandkarte „Digitalisierung beim Bauen von zukunftssicheren Verkehrsinfrastrukturen“

Zurück in unseren drei Arbeitsgruppen Planen, Bauen bzw. Unterhalten wurde wieder rege weiterdiskutiert und anschließend die erarbeiteten Ergebnisse präsentiert. Die Teilnehmenden waren sich nach dem gut organisierten Workshop einig, dass es insgesamt ein wichtiger Tag für den Austausch zwischen den Institutionen, die mit Mobilität und Verkehr zu tun haben, war, um neue Aspekte zu betrachten und zu fördern. Das FIS wurde in seiner Aufgabe, gesicherte Kenntnisse aus der Forschung an interessierte Kreise aus Wirtschaft, Wissenschaft und Forschung weiterzugeben, bestärkt. Workshops wie dieser fördern und stärken die Kommunikation, Zusammenarbeit und Symbiosen zwischen Universitäten und Behörden, Ressortforschung und Auswertebereichen.

 

Informationen:

https://www.forschungsinformationssystem.de

Verfasst von Ellen Diermayer

Als wissenschaftliche Mitarbeiterin des Referats Datenmanagement und Systemtechnik beschäftige ich mich schwerpunktmäßig mit den Themenbereichen Forschungsdatenmanagement, Open Data und Open Access.