Bundesanstalt für Gewässerkunde

Die Bundesanstalt für Gewässerkunde vergibt die Erstellung des Wasserhaushaltsmodells HydPy „Obere Havel (OH) mit Müritz-Elde-Wasserstraße (MEW)“ und dessen Weiterentwicklung um hydrologische und hydraulische Aspekte sowie die Weiterentwicklung und Durchführung von Szenarienrechnungen unter sich ändernden Klimabedingungen sowie einer veränderten Wasserbewirtschaftung und -nutzung. Diese Vergabe erfolgt in Hinblick auf die Weiterentwicklung des Modellinstrumentariums im Kontext der beiden BfG-Projekte „Kooperationsvorhaben zur Flussgebietsbewirtschaftung Obere Havel (KOOP OH)“ und „Aufbau eines Modellsystems Bereich Ost unter Berücksichtigung des Klimawandels (KAP Ost)“, in Hinblick auf die Anwendung des weiterentwickelten Modellinstrumentariums (also in der Durchführung der Szenarienrechnungen) ausschließlich im Kontext des erstgenannten BfG-Projektes KOOP OH. Beide Projekte sowie deren fachlicher Hintergrund werden in Anlage 1 vorgestellt. Der Auftragnehmer muss folgende vier Aufgaben im Rahmen der Vergabe bearbeiten: 1. Konvertierung des Wasserhaushaltsmodells LARSIM Havel-MEW (Gesamtmodell, Modellgebiet Havel mit Spree, Abbildung 2 in Anlage 2) basierend auf der Modellsoftware LARSIM in das Modell HydPy Havel-MEW basierend auf der frei zugänglichen Software HydPy. 2. Weiterentwicklung des Teilmodells HydPy OH-MEW (d.h. räumlicher Zuschnitt auf das Untersuchungsgebiet). Dieses Teilmodell HydPy OH-MEW ist dabei jedoch nicht vom Gesamtmodell HydPy Havel-MEW zu separieren, sondern die Systemstrukturen des Gesamtmodells sind lauffähig zu erhalten. Die Weiterentwicklung von HydPy OH-MEW erfolgt hinsichtlich der Abbildung des Wasserhaushalts, der hydraulischen Abbildung der Fließprozesse in den größeren Gewässern (Hauptgewässer, Bundeswasserstraßen, Flussstauhaltungen), aber auch mit dem Ziel der besseren Integration der Wasserbewirtschaftung. Es muss hier u.a. die Möglichkeit schaffen, Wassernutzer verschieden zu priorisieren und Aktivierungen / Deaktivierungen von Nutzergruppen durchführen zu können. Ein besonderer Schwerpunkt des Auftrags liegt auf der Integration einer 1D-Hydraulik im Wasserhaushaltsmodell unter Nutzung und Weiterentwicklung der entsprechenden HydPy-Modelle (siehe Anlage 3 zu den Modellansätzen und der HydPy-Modellfamilie HydPy-SW1D), darin das Anwendungsmodell sw1d_lias. Das Anwendungsmodell beinhaltet die Berechnung von Wasserspiegellagen entsprechend der festgelegten räumlichen Diskretisierung sowie die Abbildung der Bauwerke im Gewässer (v.a. steuerbare Wehre, aber auch Kleinkraftwerke und Fischaufstiegsanlagen, Einleitungs- sowie Entnahmebauwerke), so wie sie für die mit dem Modell zu bearbeitenden Fragestellungen relevant sind2. Die hydraulisch abzubildenden Fließwege sind in der Abbildung 1 in Anlage 5 dargestellt. Sie umfassen insgesamt rd. 600 km; für eine Strecke von rd. 300 km liegt keine Information zur Gerinnegeometrie (Sohlpeilungen o.Ä.) zur Ableitung der Querprofile vor. 3. Kalibrierung und Validierung des weiterentwickelten Modells HydPy OH-MEW anhand von Beobachtungszeitreihen für Abflüsse und Wasserstände. 4. Modelltechnische Ermöglichung, Durchführung und Ergebnisdiskussion der Szenarienrechnungen (Kombination aus verschiedenen unterschiedlich priorisierten Wassernutzungen / Wasserbewirtschaftungsmaßnahmen) mit und ohne Klimawandel. Die Ergebnisdiskussion erfolgt für das Untersuchungs- und Handlungsgebiet. Anlage 6 gibt Informationen zu den Wassernutzungs- und Bewirtschaftungsszenarien.

Das ausgeschriebene Scanner-System soll Flachwasserbereiche und Landbereiche durch 3D-Punktwolken erfassen. Die Bestandteile des Systems müssen alle nötigen Elemente beinhalten, um eine a) RGB-colorierte, b) klassifizierte, c) definierte Genauigkeit und Auflösung aufweisende, d) definierte Punktdichte bei bestimmten Flugparametern aufweisende 3D-Punktwolke oberhalb und unterhalb der Wasserlinie (bis zu einer definierten Sichttiefe) zu erfassen und auszuwerten. Als Trägersystem kommt eine Drohne vom Typ DJI-Matrice 400 zum Einsatz. Die Drohne als solche, Windows PC, die nötige GNSS-Referenzstation sowie der Zugang zu entsprechenden Korrekturdaten sind AG-seitig vorhanden und damit NICHT Teil der Ausschreibung. Mithilfe des Systems werden kleinräumige Gebiete oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche drohnenbasiert erfasst. Der Scanner muss so zu betreiben sein, dass seitens des Nutzers bzw. des AG in Bezug auf die erweiterte Augensicherheit (ENOHD (Extendet Norminal Ocular Hazard Distance)) keine weiteren Maßnahmen zu treffen sind. Seitens des Auftragnehmers (AN) sind Vorgaben in Bezug auf Flughöhe und Scanparameter zu geben, die eine entsprechende Augensicherheit am Boden sicherstellen. Die Leistung umfasst die Lieferung, Montage und Inbetriebnahme des Messsystems, sowie die Einweisung der Anwender. Die ausführliche Beschreibung der zu erbringenden Leistungen entnehmen Sie bitte den Vergabeunterlagen.

Für verschiedene Fallstudiengebiete (Arbeitspaket 2.1) sollen auf Basis verfügbarer Datengrundlagen (Arbeitspaket 2.2) und mittels eines geeigneten Simulationsmodells (Arbeitspaket 2.3) definierte Sensitivitätsexperimente durchgeführt (Arbeitspaket 2.4 und 2.5) und mit Blick auf die Überflutungshöhen, Strömungsgeschwindigkeiten und ggf. Überflutungsdauer infolge von Starkregen (Arbeitspaket 2.6) analysiert werden. Im Fokus steht u.a. die quantitative Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Überregnungsszenarien, Datenauflösungen und berücksichtigter Prozesskomponenten auf die Simulationsergebnisse in hydrologisch-hydraulischen Typregionen Deutschlands.

Für verschiedene Fallstudiengebiete (Arbeitspaket 2.1) sollen auf Basis verfügbarer Datengrundlagen (Arbeitspaket 2.2) und mittels eines geeigneten Simulationsmodells (Arbeitspaket 2.3) definierte Sensitivitätsexperimente durchgeführt (Arbeitspaket 2.4 und 2.5) und mit Blick auf die Überflutungshöhen, Strömungsgeschwindigkeiten und ggf. Überflutungsdauer infolge von Starkregen (Arbeitspaket 2.6) analysiert werden. Im Fokus steht u.a. die quantitative Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Überregnungsszenarien, Datenauflösungen und berücksichtigter Prozesskomponenten auf die Simulationsergebnisse in hydrologisch-hydraulischen Typregionen Deutschlands.

Um Aussagen über die künftige Wassermengenbewirtschaftung des NOK treffen zu können, beauf-tragte die Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt (GDWS) (Dienstort Kiel) in 2012 die Bun-desanstalt für Gewässerkunde (BfG) damit, eine Konzeptstudie zur Wasserbewirtschaftung durchzu-führen. Hintergründe waren u. a. die zunehmende Verschlechterung der Entwässerungssituation so-wie klimarelevante Fragestellungen. In Ergänzung der Aspekte zur reinen Wassermengenbewirtschaftung sollen in Phase 2 des Auftrages der GDWS auch gewässerkundliche und ökologische Aspekte bearbeitet werden. Konkret geht es dabei um ein Systemverständnis gewässerkundlicher Zusammenhänge mit Fokus auf Veränderung gewässerkundlicher Parameter, insbesondere des Salzgehaltes und der Temperatur und deren Aus-wirkungen auf die Gewässergüte, auf Boden, Flora und Fauna im NOK sowie in seiner Umgebung. 01 Bestandsrecherche - Erfassung des Ist-Zustandes 02 Funktionskonzept Salzausbreitung 03 Berichte und Präsentationen 04 Besprechungen

Die zu erbringende Leistung besteht in der Erstellung von anwendungsreifen Delft-3D-Flexible Mesh-Modellen (D3D-FM-Modellen) für den NOK bzw. Teilstrecken davon in verschiedenen Bauzuständen bezüglich der Kanalgeometrie. Die Modelle sollen insbesondere in der Lage sein, die dynamische Verteilung von Salz im NOK im Istzustand zu reproduzieren und für zu-künftige Bauzustände abzuschätzen. Für die vereinfachte betriebliche Abbildung der Schleu-sen und des Siels am östlichen Kanalende sollen geeignete (d. h. begründeter Vorschlag durch den AN, Abstimmung mit AG) Strategien entwickelt und implementiert werden. Die Modelle sollen nach der Entwicklung und Anwendung durch den Auftragnehmer (AN) beim AG betrieben werden. Dabei muss die Einsatzfähigkeit sowohl auf Windows-PC mit 4 Rechen-kernen als auch auf einem Dell-Rechencluster mit 16 Knoten zu je 16 Rechenkernen und LINUX-Betriebssystem gegeben sein. Arbeitspakete: Ablaufplan, Projektbearbeitung, Qualitätssicherung Plausibilisieren der vom AG gelieferten Geo-, Hydrologie- und Betriebsdaten und Aufbau einer strukturierten Datenhaltung zur Ableitung von Delft3D-Modellen Erstellung von Delft3D-FM-Modellen für den NOK Dokumentation / Bericht Projektbesprechungen, Abschlusspräsentation

Die zu erbringende Leistung besteht in der Erstellung von anwendungsreifen Delft-3D-Flexible Mesh-Modellen (D3D-FM-Modellen) für den NOK bzw. Teilstrecken davon in verschiedenen Bauzuständen bezüglich der Kanalgeometrie. Die Modelle sollen insbesondere in der Lage sein, die dynamische Verteilung von Salz im NOK im Istzustand zu reproduzieren und für zu-künftige Bauzustände abzuschätzen. Für die vereinfachte betriebliche Abbildung der Schleu-sen und des Siels am östlichen Kanalende sollen geeignete (d. h. begründeter Vorschlag durch den AN, Abstimmung mit AG) Strategien entwickelt und implementiert werden. Die Modelle sollen nach der Entwicklung und Anwendung durch den Auftragnehmer (AN) beim AG betrieben werden. Dabei muss die Einsatzfähigkeit sowohl auf Windows-PC mit 4 Rechen-kernen als auch auf einem Dell-Rechencluster mit 16 Knoten zu je 16 Rechenkernen und LINUX-Betriebssystem gegeben sein. Arbeitspakete: Ablaufplan, Projektbearbeitung, Qualitätssicherung Plausibilisieren der vom AG gelieferten Geo-, Hydrologie- und Betriebsdaten und Aufbau einer strukturierten Datenhaltung zur Ableitung von Delft3D-Modellen Erstellung von Delft3D-FM-Modellen für den NOK Dokumentation / Bericht Projektbesprechungen, Abschlusspräsentation

LOS A: UP ABz Lüdinghausen, DEK Hauptstrecke-Km 24,50 - 34,60; DEK Alte Fahrt Olfen-Km 21,60 - 25,50 und DHK km 2,00 - 9,00 mit insgesamt 3 Referenzabschnitten LOS B: UP ABz Hamm, DHK-Km 14,45 - 38,40 mit vier Referenzabschnitten LOS C: UP ABz Karlsruhe, Rh-Km 353,00 - 388,35 mit zwei Referenzabschnitten Für die UP sind auf der Basis von aktuell durchzuführenden Biotoptypenkartierungen sowie zu recher-chierender vorhandener Daten und Unterlagen Ziele und Anweisungen in enger Zusammenarbeit mit der BfG sowie dem Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt (WSA) Westdeutsche Kanäle bzw. dem WSA Ober-rhein und den jeweiligen Außenbezirken (ABz) zu erarbeiten. Die Inhalte des Unterhaltungsplans sind in sieben thematischen Karten und einem Erläuterungsbericht darzustellen. Die Pläne sind mit GIS-Software zu erstellen. Der Erläuterungsbericht zur Biotoptypenkar-tierung gliedert sich in eine Langfassung und in eine Kurzfassung. Die Kurzfassung findet sich wieder im Endbericht zum UP, dessen Inhalte von der BfG als Auftraggeber (AG) endbearbeitet werden.

Der Rhein verbindet auf einer Länge von ca. 1 200 km die Alpen mit der Nordsee. Der Untersuchungsraum ist das internationale Rhein-Einzugsgebiet bis zur deutsch-niederländischen Grenze mit einer Fläche von ca. 160 000 km² (Pegel Lobith). Für dieses Gebiet ist durch die Bundesanstalt für Gewässerkunde im Auftrag des BMDV eine Wasserhaushalts- und Wasserbewirtschaftungsmodellierung durchzuführen. Das Ziel ist es, Aussagen zur Wirksamkeit eines veränderten Einsatzes bestehender wasserwirtschaftlicher Bauwerke (wie Talsperren), Systeme (Kanal- und Flusstauhaltungen), Verteilungsnetze (zur Entnahme, Überleitung und Einleitung von Wasser) und natürlicher Speicherbecken (wie Bodensee)1 zur Linderung der negativen Folgen von Niedrigwassersituationen auf die Schifffahrt im Rhein in extremen Niedrigwassersituationen, zu erarbeiten. Diese Untersuchungen sind eingebettet in den übergeordneten Gesamtauftrag vom BMDV an die BfG, der eine Laufzeit von 3 Jahren hat und Ende 2025 abgeschlossen sein muss.LOS 1 – HydPY-L-Rhein. Wasserhaushaltsmodellierung für das gesamte Rheineinzugsgebiet mit vorgeschalteten LARSIM-Pilotstudien Die Projektbearbeitung beginnt mit Auftragserteilung. Angestrebt wird ein sofortiger Beginn. Das Projekt muss am 31. August 2025 abgeschlossen sein. LOS 2 - RTC Rhein Wasserbewirtschaftungsmodellierung Die Projektbearbeitung beginnt mit Auftragserteilung. Angestrebt wird ein sofortiger Beginn. Das Projekt muss am 31. August 2025 abgeschlossen sein.

Es wird ein "FischPop-Modell" entwickelt, das den Einfluss der Durchgängigkeit auf Fischpopulationen vor dem Hintergrund des Habitatangebotes darstellt. Ziel ist zu prognostizieren, ob die Aufwärtsdurchgängigkeit, die mittels einer neu gebauten FAA an einem Standort der BWaStr erreicht wurde ausreicht, um stabile Populationen der potamodromen Referenzfischfauna zu ermöglichen. In der vorliegenden Beschreibung des Projektes wird unterschieden zwischen Phasen, Arbeitspaketen und Produkten: Der vierjährige Projektzeitraum ist in vier Phasen unterteilt. Phase 1 umfasst die Konzeptionierung des Modells. In Phase 2 (Entwicklung I) wird das FischPop-Modell zunächst als generelles, theoretisches Modell für eine Art oder Artengruppe entwickelt. Dieses theoretische Modell wird in Phase 3 (Entwicklung II) auf drei verschiedene Arten(gruppen) mit unterschiedlichen Habitatanforderungen erweitert. In der vierten Phase wird das Modell anhand ausgewählter Flussabschnitte staugeregelter Bundeswasserstrassen angepasst, kalibriert und validiert (Validierung). Die ausführliche Beschrieibung des Vorhabens entnehmen Sie bitte den Vergabeunterlagen.