Forschung

Der Klimawandel führt in Österreich zu häufigeren und intensiveren Dürren und Niederschlägen. Das damit verbundene Bodenwasser-Defizit und die Änderung von Niederschlagsmustern stellen eine Gefahr für Wälder dar, die zu erhöhtem Baumsterben und dem Verlust von Ökosystem-Leistungen führt. Die komplizierten Interaktionen zwischen dem Effekt vom Klimawandel auf Bäume und den hydrologischen Komponenten des Niederschlags, Bodenwassers, und dem Abfluss sind schwer zu bestimmen unter zeitlich-variablen, natürlichen Bedingungen. Jedoch ist es zur Stärkung der Widerstandskraft unserer Wälder unbedingt nötig, die Baum-Wasser-Interaktionen zu verstehen. Wir werden unter kontrollierten Bedingungen künstliche Dürren und Starkregensimulationen nutzen, um in einem Buchenstandort des Langzeit-Forschungswaldes Rosalia (Niederösterreich) die Baum-Wasser-Interaktionen zu untersuchen. Hierbei quantifizieren wir die Nutzung von Sommer- und Winterniederschlägen durch die Buchen, sowie die Evaporation, Transpiration, und Grundwasserneubildungsrate mit Hilfe von stabilen Wasser-Isotopen. Um dies zu erreichen, werden Boden- und Xylem-Proben im Labor analysiert, und diese Ergebnisse mit in-situ, hochaufgelösten Messungen der Isotope des Boden- und Xylemwassers verglichen. Zusätzlich werden hydrologische Komponenten mithilfe der Wasserbilanz und Fluoreszenz-Tracern bestimmt. Dieses Projekt resultiert in Schätzwerten für Änderungen der Wasserflüsse durch den Klimawandel mit Hilfe von kontrollierten Manipulationsexperimenten. Wir werden die hydrologischen Veränderungen von Buchen in Bergregionen besser verstehen, aus denen Empfehlungen für die Forstwirtschaft abgeleitet werden können.

Die wesentlichen Ziele des Projektes sind: + das Prinzip der retentiven Bauweisen als Elemente der Klimawandelanpassung im Siedlungsraum, bei Verkehrswegen und zur Vermeidung von pluvialen Hochwässern weiterzuentwickeln, zu demonstrieren (passiver Hochwasserschutz) + Erkenntnisse für numerische Simulationen zu gewinnen und diese für die Planung und den Betrieb der Anlagen des passiven HW-Schutzes zu nutzen + unter optimaler Nutzung von Synergien zu Kohlenstoffspeicherung und Biodiversität Die zentralen Forschungsinhalte sind: + These: retentive Bauweisen können mit Ausnahme von hochrangigen Verkehrswegen überall eingesetzt werden, wo der Bedarf besteht, die Komponenten des Wasserhaushalts (Versickerung, Verdunstung und Abfluss) an die lokalen Erfordernisse anzupassen (inkl. Grundwasserbewirtschaftung) + wie können Synergien bei der Klimawandelanpassung des Wasserhaushalts, der Kohlenstoffspeicherung (im Boden) und Erhaltung bzw. Reaktivierung der Biodiversität mit dem Einsatz naturbasierter Methoden (blau-grün-brauner Infrastruktur) optimiert werden Beschreibung und Bewertung der Ökosystemdienstleistungen + naturbasierte retentive Maßnahmen sollen für die Bereiche Windschutzgürtel, Weinbau, periurbane Siedlungen, Wohnhausanlagen, Verkehrswegeentwässerung und Parkplätze für PKWs entwickelt, getestet und modelliert werden + welchen Einfluss haben Bodenhilfsstoffe und/oder Bodenorganismen, um die Eigenschaften von retentiven Bauweisen zu verbessern z.B. hinsichtlich Reinigungsleistung oder Vitalität der Pflanzen. Es gilt die verschiedenen Elemente der technischen Substrate in Sicht auf Ihre Wirkung in Bezug auf Geotechnik, Hydrologie/Hydraulik bzw. Filter und Reinigungsleistung vor allem mittels Faktor Bodenleben und Pflanze zu untersuchen. + Skalierung, Dimensionierung und Prüfverfahren Daher gilt es Dimensionsverfahren, Prüfparameter und Prüfverfahren für unterschiedliche Bauweisen zu entwickeln die deren Funktionen sicherstellen. Diese Prüfverfahren und Parameter dienen dazu das diese in hydraulischen Bauweisen in hydrologisch-hydraulischen Berechnungs- und Simulationsverfahren eingesetzt werden können. Repräsentative Demonstrationsobjekte dienen zur belastbaren Validierung der Wasserströme, die als Grundlage für Simulationsprogramme im Klein- und Großraum dienen sollen. Die Daten sollen sowohl für Open Source oder Lizenzmodellierungsprogramme nutzbar sein. + Integrale Modellierung und Monitoring

Der Krieg in der Ukraine hat gezeigt, dass Kernkraftwerke, die essentiell für die Energieinfrastruktur eines Landes sind, Ziel von militärischen Angriffen werden. Dies trotz internationalen Abkommen, die einen Angriff auf besonders gefährliche Industrieanlagen verhindern sollen. Zwar sind Kernkraftwerke gegen Einwirkungen von außen (Erdbeben, Überflutungen, Flugzeugabsturz etc.) ausgelegt, aber kriegerische Handlungen am Reaktorstandort und Beschuss von Gebäuden am Kraftwerksgelände, sowie mutwillige Zerstörung des Netzanschlusses sind weder Teil der Auslegung noch Teil der Sicherheitsanalysen eines Kernkraftwerks. Der Überfall Russlands auf die Ukraine hat aber gezeigt, dass genau solche Einwirkungen auf ein KKW in einer kriegerischen Auseinandersetzung möglich sind. Da kriegerische Einwirkungen aber weder in der Auslegung berücksichtigt noch in Sicherheits- und Risikoanalysen untersucht wurden, ist eine hohe Verwundbarkeit und Störanfälligkeit wahrscheinlich oder zumindest möglich. Dies gilt auch dann, wenn keine der beiden Kriegsparteien die direkte Absicht hat, den Reaktor zu zerstören. Daher sollen in diesem Projekt exemplarisch die Folgen einer kriegerischen Einwirkung auf einen Reaktor des Typs AP-1000 vom Hersteller Westinghouse untersucht werden. Reaktoren dieses Kraftwerkstyps sind aktuell in Polen vorgesehen. Gleichzeitig aber wird Polen in russischen Massenmedien oft als feindlich gesinntes Land und mögliches weiteres Ziel genannt. Auch Slowenien überlegt ein neues KKW errichten zu lassen, wobei ebenfalls ein AP-1000 von Westinghouse nicht ausgeschlossen ist. Einerseits soll untersucht werden, wie sich Treffer von Waffensystemen, die typischerweise bei russischen Kampfverbänden Verwendung finden, auf den Sicherheitsbehälter (Containment) des AP-1000 auswirken. Das passive Sicherheitskonzept des AP-1000 ist auf große Wasservolumen als Wärmesenke angewiesen. Um nur gravitative Kräfte zur Kühlung zu benötigen, befinden sich diese Wassertanks am Dach des Containments. In einem ersten Arbeitsschritt wird daher untersucht, welche Schäden in plausiblen bzw. in extremen Szenarien zu erwarten wären. Für diese Analyse ist eine Zusammenarbeit mit dem ABC-Abwehrzentrum des österreichischen Bundesheeres angedacht. Zusätzlich wird unterstellt, dass es durch die Kampfhandlungen zu einem kompletten Stromausfall in der Anlage (Station Blackout) kommt, da eine der Kriegsparteien die externe Stromversorgung beschädigt hat und auch die Notstromversorgung schwer beschädigt wurde. Dies führt mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einem Unfall mit Kernschäden und Freisetzungen von Radionukliden in die Umwelt. Daher ist es notwendig, nicht nur das thermohydraulische System des Reaktors, sondern auch das Reaktorcontainment zu simulieren.