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ZusammenfassungIn der wasserbaulichen Praxis gibt es die grundlegende Unterscheidung zwischen „technischem“ und „naturnahem Wasserbau“. Diese Unterscheidung wird im vorliegenden Fachbeitrag nun um den Begriff „Naturbasierte Lösungen ‚/‘ Nature-based solutions (NbS)“erweitert. Neben einer Beschreibung und Abgrenzung der einzelnen fachlichen Begriffe wird unter Verwendung von Beispielen aus der Praxis die Notwendigkeit der standortspezifischen, von der Genese der Flusslandschaften abhängigen Prozesse zu einer nachhaltigen Verbesserung des gewässerökologischen Zustands hervorgehoben.

ZusammenfassungFließgewässer sind eines der am stärksten veränderten Ökosysteme weltweit. Anthropogene Veränderungen von Flüssen dienen zur energetischen Nutzung, dem Schutz vor Hochwässern sowie wasserwirtschaftlichen Themen (u. a. Trinkwasserversorgung, Einleiten von Abwässern). Zusätzlich werden die Folgen des Klimawandels immer deutlicher. Für den Schutz und Erhalt der aquatischen Ökologie bedarf es daher neuer Konzepte und Maßnahmen im Wasserbau. Dieser Fachartikel zeigt die Möglichkeiten von Nature-based Solutions für ausgewählte Themenbereiche im (naturnahen) Wasserbau auf. Diese können in Ergänzung zu bekannten Renaturierungs- und Restrukturierungsmaßnahmen gesehen werden. Durch ein vertieftes Prozessverständnis sollen Nature-based Solutions im Wasserbau künftig eine Verbesserung der Ökologie und gesellschaftlichen Anforderungen ermöglichen. Nature-based Solutions haben hierbei den Vorteil, bereits im Planungsprozess sozioökonomische und ökologische Aspekte berücksichtigen zu können.

Hydropeaking operation leads to fluctuations in wetted area between base and peak flow and increases discharge-related hydraulic forces (e.g., flow velocity). These processes promote macroinvertebrate drift and stranding, often affecting benthic abundance and biomass. Our field experimental study – conducted in three hydropeaking-regulated Swiss rivers – aimed to quantify (i) the short-term effects of the combined increase in flow amplitude and up-ramping rate based on macroinvertebrate drift and stranding, as well as (ii) long-term effects based on the established community composition. Hydropeaking led to increased macroinvertebrate drift compared to base flow and to unaffected residual flow reaches. Moreover, stranding of macroinvertebrates was positively related to drift, especially during the up-ramping phase. Flow velocity and up-ramping rate were identified as major determinants for macroinvertebrate drift, while flow ratio and down-ramping rate for stranding. Particularly high sensitivity towards HP was found for Limnephilidae, whereas Heptageniidae seemed to be resistant in respect to short and long-term hydropeaking effects. In the long-term, hydropeaking did not considerably reduce benthic density of most taxa, especially of some highly resistant and resilient taxa such as Chironomidae and Baetidae, which dominated the community composition even though they showed comparably high drift and stranding responses. Therefore, we argue that high passive drift and/or stranding, especially of individual-rich taxa, does not necessarily indicate strong hydropeaking sensitivity. Finally, our results demonstrate the necessity to consider the differences in river-specific morphological complexity and hydropeaking intensity, since these factors strongly influence the community composition and short-term drift and stranding response of macroinvertebrates to hydropower pressure.

ZusammenfassungIn dieser Arbeit werden zwei numerische Grundlagenuntersuchungen vorgestellt, die das Prozessverständnis von Schwebstoff- und Geschiebetransport erweitern. Die Modellierungen werden mittels der hochauflösenden Large-Eddy-Simulation durchgeführt. Im Fall des Schwebstofftransports werden die ersten Sekunden nach der Verklappung von Feinsediment simuliert und die Geschwindigkeiten der Partikel in der Schwebstoffwolke im Vergleich zur Fließgeschwindigkeit analysiert. Es zeigt sich, dass der Schwebstoff bereits nach wenigen Sekunden keine nennenswerten Geschwindigkeitsunterschiede zur Strömungsgeschwindigkeit in Hauptströmungsrichtung mehr aufweist und somit eine Modellierung mithilfe einer Advektions-Diffusions-Gleichung ab diesem Zeitpunkt zulässig ist. Hinsichtlich des Geschiebetransports werden die Einwirkungen von turbulenten kohärenten Strukturen auf die Geschiebekörner untersucht. Hierbei wird deutlich, dass insbesondere asymmetrische turbulente Strukturen in der Größe der Körner die Druckverteilung und das Verhältnis von Strömungswiderstands- zu Auftriebsbeiwerten so zu ändern vermögen, dass eine Bewegung des Geschiebes eintreten kann. Diese Erkenntnisse werden es zukünftig erlauben, Geschiebetransportmodelle mithilfe hydromechanischer Ansätze zu verbessern.

This study presents experimental investigations of entrainment events of a single sediment particle resting in a small pocket on a smooth bed in an open channel flow. The data were acquired with a ...

The effects of inland navigation on the aquatic ecosystem are numerous. One of the most relevant impacts from the ecohydraulic point of view is ship‐induced waves, resulting in the local and temporary alteration of the hydrodynamic regime, especially in shallow water areas. In this paper, a novel hydrodynamic modeling‐based evaluation framework is presented and tested for the prediction of habitat use and drift risk of juvenile fish during wave events of different intensities. A vertically resolved numerical wave tank was built up using field measurements of a real vessel‐generated wave event from the Hungarian Danube. High‐frequency pressure time series were utilized to numerically reproduce the phase accurate wave trains, while acoustic Doppler velocity time series were exploited for the verification of the model. Results of the spatiotemporally resolved hydrodynamic model were combined with data from the literature to explore a case study of juvenile Nase (Chondrostoma nasus). Results highlighted the significant horizontal extension (10–15 m) of the area exposed to decreased habitat suitability and increased drift risk. Moreover, the model revealed significant vertical variabilities in the investigated near‐bank area as well, emphasizing the relevance of depth resolved hydrodynamic modeling in ecohydraulic investigations.

ZusammenfassungInformationen über den Internaufbau der oberen Sedimentschichten sind sowohl für aktuelle Monitoring-Maßnahmen als auch für prognostische Prozessmodellierungen des Sedimenttransports von großer Bedeutung. Seismische Verfahren bieten hier eine sehr gute Möglichkeit zur linienhaften Erfassung dieser Grundlagendaten. Ihre Anwendbarkeit ist jedoch eine Frage der vorliegenden Objekteigenschaften (Wassertiefe, Strömung etc.) und die Qualität der Ergebnisse, wie Eindringtiefe und Auflösung der Sedimentstrukturen, wird stark von systemspezifischen Parametern und Sedimentbeschaffenheit beeinflusst. Dieser Beitrag behandelt den Einsatz von zwei hochauflösenden und kompakten Seeseismik-Systemen zur Detektion des Sedimentaufbaus in Gewässern mit grundsätzlich unterschiedlichem Sohlaufbau. Mit den parametrischen Sub-Bottom-Profilern (SBP) der Firmen Innomar und Kongsberg Maritime wurden umfangreiche Sedimentecholotungen des Absetzbeckens von Rottau (Schluff) sowie an zwei Teilabschnitten der Donau (Kies) durchgeführt. Ein Vergleich von Sedimentkernauswertungen mit den resultierenden Echogrammen lässt auf das große Potenzial von SBP bei Feinsedimentböden schließen, Analysen zeigen allerdings auch Anwendungsgrenzen im Kiesbereich auf. Zumindest bei Böden mit geringer Kiesdeckschicht finden sich aber spezielle Anwendungsmöglichkeiten und so gibt die Summe der bisherigen Erkenntnisse Anlass für weiterführende Untersuchungen mit SBPs bzw. alternativen seismischen Methoden.

Die European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (ESPGHAN), die European Society for Clinical Nutrition and Metabolism (ESPEN) und die European Society for Paediatric Research (ESPR) haben Ende 2018 zusammen mit der Chinese Society of Parenteral and Enteral Nutrition (CSPEN) die Empfehlungen fur die parenterale Ernahrung von Fruh‑, Neugeborenen, Kindern und Adoleszenten des Jahres 2005 uberarbeitet und aktualisiert. Die neue Leitlinie umfasst insgesamt 14 Kapitel zu Flussigkeitsmanagement, Makro- und Mikronahrstoffzufuhr sowie Empfehlungen zur praktischen Durchfuhrung, wie z. B. Venenzugang, Standardisierung von Ernahrungslosungen und heimparenteraler Ernahrung. Ziel der vorliegenden Zusammenfassung ist es, wesentliche Aspekte der umfangreichen Leitlinie in einer fur die praktische Anwendung angepassten Form darzustellen. Der erste Teil umfasst die Empfehlungen fur die parenterale Ernahrung der Fruh- und Neugeborenen, der zweite die Empfehlungen fur Kinder und Jugendliche, und der dritte Teil beschreibt ausgewahlte Aspekte.

The current work focuses on locally resolving velocities, turbulence, and shear stresses over a rough bed with locally non-uniform character. A nonporous subsurface layer and fixed interfacial sublayer of gravel and sand were water-worked to a nature-like bed form and additionally sealed in a hydraulic flume. Two-dimensional Particle Image Velocimetry (2D-PIV) was applied in the vertical plane of the experimental flume axis. Runs with clear water and weak sediment transport were done under slightly supercritical flow to ensure sediment transport conditions without formation of considerable sediment deposits or dunes. The study design included analyzing the double-averaged flow parameters of the entire measurement domain and investigating the flow development at 14 consecutive vertical subsections. Local geometrical variabilities as well the presence of sediment were mainly reflected in the vertical velocity component. Whereas the vertical velocity decreased over the entire depth in presence of sediment transport, the streamwise velocity profile was reduced only within the interfacial sublayer. In the region with decelerating flow conditions, however, the streamwise velocity profile systematically increased along the entire depth extent. The increase in the main velocity (reduction of flow resistance) correlated with a decrease of the turbulent shear and main normal stresses. Therefore, effects of rough bed smoothening and drag force reduction were experimentally documented within the interfacial sublayer due to mobile sediment. Moreover, the current study leads to the conclusion that in non-uniform flows the maximum Reynolds stress values are a better predictor for the bed shear stress than the linearly extrapolated Reynolds stress profile. This is an important finding because, in natural flows, uniform conditions are rare.

Anthropogene Wasserspiegelschwankungen besitzen wesentliche negative Auswirkungen auf die aquatische Fauna und Flora. Diese als Sunk/Schwall bezeichneten Wasserspiegelanderungen wurden bisher hauptsachlich in Bezug auf die Groswasserkraft untersucht und mogliche Verbesserungsmasnahmen wurden fur diese speziellen Wasserkrafttypen erarbeitet. Auch im Bereich der Kleinwasserkraft besteht durch betriebstechnische Probleme bzw. auch Stor- und Unfalle die Moglichkeit, dass kurzfristige Abfluss- und Wasserspiegelschwankungen entstehen, die sich aufgrund von automatisierten Steuerungen in einem Fliesgewasser uber eine Kraftwerkskette hinweg weiter fortsetzen. In diesem Fachbeitrag werden, neben einer Darstellung der allgemeinen Problematik, vor allem neue Methoden zur Steuerung von Kleinwasserkraftanlagen vorgestellt, die im Vergleich zur Groswasserkraft mitunter die einzige Moglichkeit fur eine gezielte Verbesserung bieten.

Freeze coring is a commonly used method for the investigation of the bed sediment fauna of rivers. It is considered to produce quantitative numbers of invertebrate abundance in different depth layers. Calculations of abundance use total volume of the freeze core sample as spatial reference. This definition of sample volume is incorrect. In the present, study freeze core samples are shown to consist of two parts: (1) a cylindrical inner core in which the pore water has turned into ice and (2) all parts of sediment, which protrude from this inner core. Invertebrates are fixed only within the inner core since the protruding parts contain no pores and therefore no invertebrate habitat. In samples from gravel rivers, the protruding parts form a considerable bias, which depends on the size of the core and the coarseness of the sediment. In the present study, total volume of individual core segments varied between 97 and 248% of actual sample volume. The inner core can be measured directly to avoid the bias. The procedure is proposed for future studies to produce unbiased, comparable values of invertebrate abundance and consequently reliable data on vertical distribution.

The presented study investigates the evolution of artificial gravel placements for Atlantic salmon and sea trout in Aurlandselva in Western Norway. Various monitoring methods have been applied including (i) quantifying the spatial extent and dynamics of spawning sites over the monitoring period, (ii) grain size distributions as well as (iii) applying numerical hydraulic and sediment transport modelling with the aim to test the predictability of such numerical tools. The spawning sites were not clogged by fine sediments, but were reshaped due to scouring and sediment transport. The scouring resulted in a volume loss of the gravel banks between 32 and 95% in the monitoring period of 5 years. The application of hydrodynamic-numerical modelling, however, showed that the modelling methods were not sufficient to predict erosion of the gravel or the site. The study showed that the areas are sensitive especially to local scale micro-topographical roughness elements. The complex three-dimensional hydraulic processes and the coarse substrate in the non-fluvial river environment makes it impracticable for multi-dimensional modelling to predict dynamics of gravel. A novel sediment criterion was introduced to estimate the near-bottom turbulence by relating thedmof introduced gravel compared to thed90of the bed surface substrate composition.

ZusammenfassungKünstliche Gasübersättigung in Fließgewässern und die dadurch verursachte Gasblasenkrankheit bei aquatischen Organismen ist in Europa wenig beachtet. Neue Forschungsergebnisse in Norwegen, China und Nordamerika zeigen jedoch, dass Gasübersättigung verursacht durch Dämme oder Wasserkraftwerke weitaus verbreiteter ist als bisher angenommen. In Norwegen wurde künstliche Gasübersättigung in 12 von 16 untersuchten Wasserkraftwerken nachgewiesen. Dabei kam es in 10 Fällen zu Fischsterben. Ursache ist der Eintrag von Luft in die Zuleitungen, welche sich unter Druck im Wasser löst. In vielen Fällen kann die Gasübersättigung vermieden werden, beispielsweise mit ausreichender Dimensionierung von Kraftwerkseinläufen und Rechenanlagen, Alarmsystemen und Deflektoren. Umwelteffekte und die Toleranz heimischer Arten sind in Europa jedoch kaum erforscht. Das Gleiche gilt für die Verbreitung künstlicher Gasübersättigung in Europa sowie für kosteneffektive Methoden zu ihrer Vermeidung an bestehenden Anlagen. Im vorliegenden Fachartikel werden verschiedene Aspekte der Gasübersättigung thematisiert. Neben einer Beschreibung der physikalischen Prozesse werden sowohl die biologischen Auswirkung als auch Messmethoden und mögliche Maßnahmen präsentiert. SUPERSAT, ein neues internationales Forschungsprojekt mit österreichischer Beteiligung, soll nun wissenschaftliche Erkenntnisse zu Umwelteffekten, Verbreitung, Umfang und Vermeidung der Gasübersättigung in Flüssen liefern.

ZusammenfassungDie anthropogen verursachte Schadstoffbelastung stellt für das Ökosystem ein potenzielles Risiko dar, weshalb in der EU-Wasserrahmenrichtlinie Zielzustände definiert wurden, um eine nachhaltige Nutzung von Oberflächengewässern auch zukünftig zu sichern. Die hohe Anzahl an Schadstoffen, die oft auch nur in sehr geringen Konzentrationen in der aquatischen Umwelt auftreten, erschweren jedoch deren Nachweis. Die Erforschung der Eintragspfade in Fließgewässer, die Schadstoffmobilität sowie deren mögliche Folgen stellen daher eine besondere Herausforderung dar. Für die Ermittlung der auftretenden Nährstoffe, Schwermetalle und Spurenstoffe wurden deshalb unterschiedliche Messgeräte und Probenahmetechniken entwickelt, die eine Beprobung der Schwebstoffe, der Sedimente und des Oberflächenwassers ermöglichen. Hierbei zeigen sich je nach Methode Vor- und Nachteile, wobei oft eine Limitierung der Anwendbarkeit auf mittlere bis große Gewässer besteht. Für die Ermittlung der Schadstoffkonzentrationen in kleinen Gewässern mit geringen Fließgeschwindigkeiten gibt es hingegen nur eine kleine Auswahl an Messmethoden, die jedoch meist eine gute Infrastruktur vor Ort benötigen. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass eine adaptierte Version eines mobilen Geschiebefängers zum Sammeln einer ausreichenden Menge Feinmaterial (Korngrößen 2).

An increase in the demand for renewable energy is driving hydropower development and its integration with variable renewable energy sources. When hydropower is produced flexibly from hydropower plants, it causes rapid and frequent artificial flow fluctuations in rivers, a phenomenon known as hydropeaking. Hydropeaking and associated hydrological alterations cause multiple impacts on riverine habitats with cascading effects on ecosystem functioning and structure. Given the significance of its ecological and socio-economic implications, mitigation of hydropeaking requires an inter- and transdisciplinary approach. An interdisciplinary network called HyPeak has been conceived to enrich international research initiatives and support hydropower planning and policy. HyPeak has been founded based on exchange and networking activities linking scientists from several countries where hydropeaking has been widespread for decades and numerous studies dedicated to the topic have been carried out. HyPeak aims to integrate members from other countries and continents in which hydropower production plays a relevant role, and grow to be a reference group that provides expert advice on the topic to policy-makers, as well as researchers, stakeholders, and practitioners in the field of hydropeaking.

Hydropower developments in Europe are impacted by economic, political and environmental boundary conditions. All involved players – from the energy supply companies to environmental organizations – have to remain flexible to the constant changes in the energy sector. To cope with these changes, integrated approaches considering demands for both (socio) economic and environmental sustainability as well as research and innovation in hydropower technology and management across national borders are needed. As a basis for discussing and developing plans for hydropower’s future in Europe, this paper provides key statistics summarizing the current status of hydropower and reviews recent hydropower developments in terms of technological, environmental and economic challenges.

In diesem Beitrag werden aktuelle Entwicklungen im Modellversuchswesen zum Sedimenttransport anhand von drei konkreten Forschungsarbeiten vorgestellt. Neue messtechnische Entwicklungen im Bereich der beruhrungslosen laser-optischen Verfahren ermoglichen es, in einem Messvolumen raumlich und zeitlich hochaufgeloste 3D-Geschwindigkeiten zu messen (tomo-PTV = tomographic Particle Tracking Velocimetry). Der STB-Algorithmus (Shake the Box) ist eine Weiterentwicklung der PTV-Methode, der die Auswertezeiten stark verkurzt, was angesichts der grosen Datenmengen bei hochaufgelosten Messungen von grosem Wert ist. Eine im Beitrag prasentierte Forschungsarbeit untersucht mithilfe der tomo-PTV-Methode die Stromung rund um einen Einzelstein. Die bei Bewegungsbeginn vorhandenen und moglicherweise bewegungsauslosenden koharenten Strukturen konnten gemessen und visualisiert werden. In einem weiteren Vorhaben wurde die Messung der Stromung mit der Messung von sich an der Sohle bewegenden Sedimentkornern gekoppelt. Dadurch konnte ein Beitrag zu der immer noch offenen Forschungsfrage geliefert werden, ob Sedimenttransport den Sohlwiderstand erhoht oder verringert. Als dritte Forschungsarbeit werden Skalierungsversuche beschrieben, die das Ziel haben, Skalierungsfehler uber Kiessohlen zu quantifizieren. Dazu wird eine Modellfamilie in drei Masstaben untersucht. Fur die 1:1-Versuche stand das neue BOKU-Freiluft-Forschungsgerinne zur Verfugung, das mit Donauwasser gespeist wird und im Endausbau Durchflusse bis zu 10 m3/s ohne Pumpen erlaubt. Die neuen messtechnischen Entwicklungen haben in Kombination mit Versuchsanlagen im oder nahe dem Naturmasstab das Potenzial, das physikalische Prozessverstandnis zum Sedimenttransport substanziell voranzutreiben. Auf Basis dessen konnen effiziente Sedimentmanagement-Strategien fur die wasserbauliche Praxis entwickelt werden.

Der Sedimenthaushalt eines alpinen Gewassersystems bildet eine entscheidende Grundlage fur dessen okologischen und morphologischen Zustand. Gebirgsbache stellen dabei das Bindeglied zwischen der Sedimentproduktion in den alpinen Einzugsgebieten und dem Sedimentbedarf der tieferliegenden Fliesgewasser dar. Schutzwasserbauliche Masnahmen fur Wildbache werden zur Bewirtschaftung von Feststoffen wie Geschiebe und Wildholz errichtet und je nach Bautype (z. B. Dosier- oder Filterbauwerk) ist die Wirkung auf den Sedimenthaushalt eine ganzliche Unterbrechung bis hin zum temporaren Ruckhalt. Bautypen mit einer ganzlichen Unterbrechung verursachen meist ein Geschiebedefizit in den flussab gelegenen Fliesgewassern und mindern masgeblich das dort vorhandene Potenzial eigendynamischer Entwicklung. Oftmals fuhren diese zur Eintiefung der Gewassersohle und reduzieren die Verfugbarkeit von Laichkies fur die Reproduktion von Interstitiallaichern (z. B. Bachforelle). Am Strobler Weisenbach, einem typischen Kalkschuttwildbach und Zubringer zur Ischler Ache, wurden nach Hochwasser- und Geschiebetransportereignissen in den 1970er-Jahren geschiebebindende Schutzbauwerke in Form von Schlitzsperren errichtet. Die Schlitze hatten das Ziel, die Feststoffe wie Geschiebe und Wildholz im Ereignisfall zuruckzuhalten und bei kleineren Ereignissen wieder an den Unterlauf abzugeben. Verklausungen der Schlitze mit Wildholz/Totholz fuhrten zu einem fast ganzlichen Ruckhalt, wodurch sich die Verlandungsraume der Sperren immer mehr fullten. Neben der maschinellen und kostenintensiven Raumung zur Wiederherstellung der Schutzfunktion sind aufgrund der fehlenden Sedimentdurchgangigkeit auch okologische und sedimentologische Veranderungen im Unterlauf bis in den Vorfluter die Folge. Zur Optimierung der Gesamtsituation sind Kenntnisse uber die Wildbachprozesse im Jahresgang sowie bei Extremereignissen notwendig, damit einerseits die schutztechnischen Grundbedingungen erfullt sind und andererseits auch die okologischen und sedimentologischen Anforderungen berucksichtigt werden. Ein umfassendes Monitoringprogramm soll Erkenntnisse uber die verschiedenen Prozesse am Strobler Weisenbach liefern und verschiedene biotische (Habitate, Laichplatze, Fischbestand) und abiotische Faktoren (Durchfluss, Schwebstoffkonzentration, Geschiebetransport) erfassen. Die Erkenntnisse, die aus der Studie am Strobler Weisenbach gewonnen werden, sollen in weiterer Folge als Grundlage fur die Entwicklung eines allgemeinen Feststoffmanagements fur Wildbacheinzugsgebiete dienen.

Die Extremhochwasser der Jahre 2002, 2005, 2006, 2009, 2013 und 2018 in Osterreich verdeutlichten die Vulnerabilitat der Gesellschaft gegenuber derartigen Ereignissen. Die Gewassergeometrie reagiert bei starken Hochwassern mit massiven morphologischen Umlagerungen. Hauser und Infrastruktureinrichtungen in den betroffenen Gebieten sind somit in Gefahr. Daher ist ein verbessertes Verstandnis der Sedimenttransportprozesse zentral fur die Analyse der Morphodynamik und damit fur das Hochwasserrisikomanagement. Sedimentmonitoring soll ein verbessertes Prozessverstandnis bringen, doch beziehen sich bisherige Analysen primar auf die Flussabschnitte, an denen die jeweiligen Daten erhoben wurden. Das Projekt RAISE zielt nun auf die Kombination von Langzeit- mit Kurzzeit-Sedimentforschung (z. B. Extremhochwasser) ab, um diese Daten erstmals in Beziehung zu setzen und integrativ zu diskutieren. Erste Analysen brachten ein verbessertes Prozessverstandnis variabler Transportverhaltnisse durch die Definition von Geschiebetransport-Prozesstypen. Diese Klassifizierung hilft in der Praxis, die Geschiebetransport-Durchfluss-Beziehungen bei variierender Sedimentverfugbarkeit zu verstehen. Die Berechnung des Weitertransports von Geschiebeeinstosen durch das Anwenden einer Transportformel basierend auf Tracerdaten erlaubt die Eingrenzung potenziell von Sohlhebung und kritischer Aufspiegelung betroffener Flussabschnitte wahrend Hochwasserabflussen. Ein Grundlagenversuch zur Evaluierung der Sammeleffizienz verschiedener Geschiebefanger ermoglichte Erkenntnisse uber die Einsatzmoglichkeiten, wie auch uber die Einschrankungen der unterschiedlichen Fanger.

Das Christian Doppler Labor fur Sedimentforschung und -management hat zum Ziel, (i) Moglichkeiten zur optimierten okonomischen, technischen bzw. okologischen Nutzung der Wasserkraft, insbesondere Minimierung der Stauraumverlandung, (ii) zur Verbesserung des Sedimentmanagements bei Wasserstrasen und (iii) zur Verlangerung der Lebensdauer unterschiedlicher technischer Anlagenteile von Wasserkraftanlagen (Einlaufbauwerke, Pumpen und Turbinen) zu erarbeiten. Wesentlich im Projekt sind die Reduktion der Kosten und ein verbessertes Sedimentmanagement, sowohl in alpinen als auch in industriell gepragten Flusslandschaften, unter Einhaltung technischer und okologischer Vorgaben. Aufbauend auf dem Stand des Wissens wird im CD-Labor anwendungsorientierte Grundlagenforschung in Bezug auf Erosion, Transport, Sedimentation und Remobilisierung von Feststoffen durchgefuhrt. Im Zuge der wissenschaftlichen Arbeiten ist eine Kombination von Laborversuchen (z. B. physikalische Modellversuche) und Felduntersuchungen (z. B. Monitoring von Speicherentlandungen) auf unterschiedlichen Skalen (µm bis Einzugsgebiet) vorgesehen, um ein verbessertes Prozessverstandnis zu erzielen. Weiters werden durch Entwicklung oder Adaptierung von hydrodynamisch-numerischen Modellen und innovativen Anwendungen im Bereich des Monitorings (z. B. seismic profiling), neue technische Standards fur die nationale und internationale Wasserkraftindustrie erarbeitet.

In dieser Arbeit werden verschiedene Methoden zur numerischen Modellierung des Sedimenttransports basierend auf dreidimensionaler Hydrodynamik auf grosen, mittleren und kleinen Skalenebenen erortert und deren Eignung fur ingenieurmasige Aufgabenstellungen anhand von konkreten Anwendungsfallen beleuchtet. Auf der grosen Skalenebene kommt das BOKU-Sedimenttransportmodell iSed zum Einsatz, das auf der Losung der Stromungsgleichungen mittels des Reynolds-Averaged-Navier-Stokes-Verfahrens (RANS) basiert. Als Anwendungsfall dieses Modells dienen Prozesse des Geschiebetransports und der Morphodynamik bei verschiedenen Buhnengeometrien an der osterreichischen Donau. Auf der mittleren Skalenebene wird ein neu entwickeltes Geschiebetracermodell prasentiert, mit dem bevorzugte Pfade des Geschiebes an der Gewassersohle erkannt und in ingenieurtechnische Planungsaufgaben einbezogen werden konnen; dieses Modell wurde an einem weiteren Donauabschnitt eingesetzt und erfolgreich an Naturmessdaten validiert. Abschliesend wird ein kleinskaliges Modell eines spharischen Einzelkorns prasentiert, welches es mittels der hochauflosenden Large-Eddy-Simulation (LES) ermoglicht, turbulente Wirbelstrukturen und damit in Zusammenhang stehende Druckfelder abzubilden. Modellierungen dieser Art tragen wesentlich dazu bei, zukunftig verbesserte, auf mechanischen Ansatzen basierende Geschiebetransportmodelle zu entwickeln.

Das Zytomegalievirus (CMV) kann wahrend der Laktation reaktiviert und uber Muttermilch ubertragen werden. Diese Ubertragung ist fur reife Neugeborene in der Regel unproblematisch, kann aber bei Fruhgeborenen zu einer CMV-Infektion mit Veranderungen des Blutbildes und der Leberfunktionsparameter, sepsisartigen Symptomen und gastrointestinalen Symptomen wie blutigen Stuhlen bis hin zur nekrotisierenden Enterokolitis fuhren. Je unreifer das Fruhgeborene bei der Geburt ist, umso hoher ist die Wahrscheinlichkeit einer via Muttermilch ubertragenen CMV-Infektion. Um extreme Fruhgeborene vor einer CMV-Infektion zu schutzen, empfiehlt die Ernahrungskommission der Osterreichischen Gesellschaft fur Kinder- und Jugendheilkunde, die Muttermilch von CMV-positiven Muttern (IgM-neg., IgG-pos.) bei Fruhgeborenen mit einem Gestationsalter

It is predicted that 60% of all new energy investments over the next 20 years will be in renewables. The estimation for new hydropower production is 25% of all new renewables primarily due to potential in China, Africa, Latin America and South-East Asia. Also in Europe a growth of hydropower production is aimed to achieve emission targets within the European Union by 2050. However, one of the main economic, technical and ecological challenges in future are the deposition, the treatment, and the disturbed dynamics of sediments in river catchments, which reduce the future market potential of hydropower substantially. Due to a lack in awareness of those sedimentological challenges (e.g. lack of process understanding), various huge economical, technical and ecological problems emerge with an increasing relevance for hydropower industry, water management authorities and the society in future. Based on a substantial literature review, (i) legal frameworks and (ii) reservoir management techniques including (iii) process understanding and numerical modelling are addressed in this article. Moreover, the relevant cost-effective aspects of abrasion are worked out for (iv) turbine runners and (v) sediment bypass systems as well as the (vi) the ecological relevance of sediments and possible disturbances are described in this manuscript to open a future discussion on technical opportunities. It was concluded, that all these issues should be addressed within the framework of the overall aim to minimize the costs under consideration of ecological requirements and standards by an improved sediment management in terms of hydropower use. Moreover, it was stated that trans- and interdisciplinary research is required, to achieve those aims in future.

River systems have undergone a massive transformation since the Anthropocene. The natural properties of river systems have been drastically altered and reshaped, limiting the use of management frameworks, their scientific knowledge base and their ability to provide adequate solutions for current problems and those of the future, such as climate change, biodiversity crisis and increased demands for water resources. To address these challenges, a socioecologically driven research agenda for river systems that complements current approaches is needed and proposed. The implementation of the concepts of social metabolism and the colonisation of natural systems into existing concepts can provide a new basis to analyse the coevolutionary coupling of social systems with ecological and hydrological (i.e., ‘socio-ecohydrological’) systems within rivers. To operationalize this research agenda, we highlight four initial core topics defined as research clusters (RCs) to address specific system properties in an integrative manner. The colonisation of natural systems by social systems is seen as a significant driver of the transformation processes in river systems. These transformation processes are influenced by connectivity (RC 1), which primarily addresses biophysical aspects and governance (RC 2), which focuses on the changes in social systems. The metabolism (RC 3) and vulnerability (RC 4) of the social and natural systems are significant aspects of the coupling of social systems and ecohydrological systems with investments, energy, resources, services and associated risks and impacts. This socio-ecohydrological research agenda complements other recent approaches, such as ‘socio-ecological’, ‘socio-hydrological’ or ‘socio-geomorphological’ systems, by focusing on the coupling of social systems with natural systems in rivers and thus, by viewing the socioeconomic features of river systems as being just as important as their natural characteristics. The proposed research agenda builds on interdisciplinarity and transdisciplinarity and requires the implementation of such programmes into the education of a new generation of river system scientists, managers and engineers who are aware of the transformation processes and the coupling between systems.

A systematic variation of the exposure level of a spherical particle in an array of multiple spheres in a high Reynolds number turbulent open-channel flow regime was investigated while using the Large Eddy Simulation method. Our numerical study analysed hydrodynamic conditions of a sediment particle based on three different channel configurations, from full exposure to zero exposure level. Premultiplied spectrum analysis revealed that the effect of very-large-scale motion of coherent structures on the lift force on a fully exposed particle resulted in a bi-modal distribution with a weak low wave number and a local maximum of a high wave number. Lower exposure levels were found to exhibit a uni-modal distribution.