Leitfaden
Umfangreiche Informationen zum Thema „Abschlussarbeit“ können Sie unserem Leitfaden entnehmen. Hierin finden Sie auch Tipps zur Themenfindung.
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Transdisziplinäre Ansätze in der Ethohydraulik – Methoden der Wissenschaftskommunikation und Öffentlichkeitsbeteiligung Ziel dieser Arbeit ist es, die Ethohydraulik als transdisziplinäres Forschungsfeld zu analysieren und Ansätze zur stärkeren Einbindung gesellschaftlicher Akteure zu entwickeln. Während bislang vor allem Akteure aus Wissenschaft, Verwaltung und Praxis in Planung und Forschung eingebunden sind, spielt die breite Öffentlichkeit häufig nur eine untergeordnete Rolle. Im Rahmen der Arbeit werden daher verschiedene Ebenen der Beteiligung betrachtet und systematisch aufgearbeitet. Ein besonderer Fokus liegt auf Ansätzen der Bürgerwissenschaft (Citizen Science), der frühzeitigen Umweltbildung sowie partizipativen Formaten zur Einbindung unterschiedlicher Zielgruppen. Darüber hinaus werden moderne Konzepte der Wissenschaftskommunikation, wie beispielsweise digitale Formate (z.B. Scrollytelling), hinsichtlich ihrer Eignung zur Vermittlung ethohydraulischer Fragestellungen untersucht. Aufbauend auf einer Analyse bestehender Ansätze werden geeignete Methoden und Strategien zur stärkeren Integration der Öffentlichkeit in ethohydraulische Fragestellungen entwickelt und bewertet. Dabei können bestehende Kontakte zu Praxis- und Forschungspartnern genutzt werden, um die Anwendbarkeit und Relevanz der entwickelten Ansätze zu reflektieren. Ziel ist es, einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Ethohydraulik im Sinne eines integrativen und gesellschaftlich verankerten Forschungs- und Planungsansatzes zu leisten. |
Dr.-Ing. Katharina Bensing |
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Einfluss wasserbaulicher Maßnahmen und schifffahrtsbedingter Belastungen auf Fischverhalten und Habitatstruktur in Fließgewässern Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Auswirkungen von Gewässerregulierungen, Gewässerausbau und Schifffahrt auf das Wanderverhalten von Fischen sowie auf die Qualität aquatischer Lebensräume. Dabei werden sowohl direkte Eingriffe in die Gewässermorphologie, wie Uferverbau und Sohlstabilisierungen, als auch betriebsbedingte Einflüsse der Schifffahrt, beispielsweise durch Strömungsänderungen, erhöhte Trübung und Unterwasserlärm, berücksichtigt. Darauf aufbauend werden bestehende Bewertungsansätze, Managementstrategien und Richtlinien hinsichtlich ihrer Eignung zur Berücksichtigung ökologischer Anforderungen kritisch analysiert. Ergänzend können aktuelle Projekte wie der geplante Ausbau des Rhein als Fallbeispiel herangezogen werden. Ziel der Arbeit ist es, Zielkonflikte zwischen ökologischen Anforderungen und nutzungsbedingten Ansprüchen systematisch herauszuarbeiten und darauf aufbauend geeignete Bewertungsansätze sowie Maßnahmenoptionen zur Verbesserung des ökologischen Zustands zusammenzustellen. |
Dr.-Ing. Katharina Bensing |
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Methoden zur Auswertung von Unterwasservideos für die ethohydraulische Analyse von Fischbewegungen Im Rahmen dieser Arbeit sollen vorhandene Unterwasservideos ausgewertet werden, um die Bewegungspfade von Fischen im Strömungsfeld räumlich zu analysieren. Hierzu werden geeignete Methoden der Videoanalyse recherchiert und bewertet, darunter sowohl bestehende Trackingsoftware als auch Ansätze auf Basis der Programmiersprache Python. Es soll eine aussagekräftige und zugleich effiziente Auswertemethode identifiziert und gegebenenfalls weiterentwickelt werden, um sie auf die vorliegenden Videodaten anzuwenden. Dabei stehen insbesondere die zuverlässige Erfassung von Bewegungsbahnen sowie die räumlich-zeitliche Auflösung der Fischbewegungen im Vordergrund. Aufbauend auf den gewonnenen Bewegungsdaten wird untersucht, wie diese sinnvoll mit vorhandenen Strömungsmessdaten verknüpft werden können. Ziel ist es, im Sinne der Ethohydraulik Zusammenhänge zwischen Fischverhalten und hydraulischen Einflussgrößen abzuleiten und damit ein verbessertes Verständnis der Interaktion zwischen Organismen und Strömungsbedingungen zu ermöglichen. |
Dr.-Ing. Katharina Bensing |
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Untersuchung der Porosität und der hydraulischen Durchströmung einer Gabione im Wasserbaulabor Im Rahmen des LAuF-Projekts werden Leitstrukturen entwickelt, die aufwanderwillige Fische in Richtung des Einstiegs von Fischaufstiegsanlagen leiten. Es wird überlegt, die Leitstrukturen in Form einer Gabionenwand herzustellen. Gabionen als Querbauwerke wurden bisher jedoch, nur selten eingesetzt. Daher gibt es nur wenige Erfahrungen bezüglich des Einflusses von Sedimenten auf die Porosität und somit auf die Durchströmung der Gabione. Dies soll nun im Wasserbaulabor des Fachbereichs untersucht werden. Neben der Durchströmung soll auch immer das Strömungsbild hinter der Gabione mitbetrachtet werden. Je nach Interessensschwerpunkt kann das Strömungsgeschehen im Rahmen der Masterarbeit auch 3D hydronumerisch untersucht werden. |
Gerrit Kappes M.Sc. |
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Erstellung eines 3D-HN-Modell der 40 m Laborrinne inklusive Leitstruktur Im Rahmen des LAuF-Projekts werden Leitstrukturen entwickelt, die aufwanderwillige Fische in Richtung des Einstiegs von Fischaufstiegsanlagen leitet. Dieses System soll mithilfe der Simulationssoftware OpenFoam in einem dreidimensionalen hydronumerischen Modell abgebildet und simuliert werden. Das im Zuge der Abschlussarbeit erstelle Modell soll einer Software übergeben werden, welches das Verhalten von Fischen anhand des OpenFoam Modells prognostiziert. |
Gerrit Kappes M.Sc. |
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Entwicklung eines Prüfverfahrens zur Beurteilung der Hochwasserneutralität eines Querbauwerkes Im Rahmen des LAuF-Projekts werden Leitstrukturen entwickelt, die aufwanderwillige Fische in Richtung des Einstiegs von Fischaufstiegsanlagen leiten. Die Leitstrukturen sind Querbauwerke, die bei Normalabfluss zu einem Anstieg des Wasserspiegels führen. Gemäß dem Wasserhaushaltsgesetz darf das Hochwasserrisiko durch neue Einbauten allerdings nicht zusätzlich erhöht werden. Daher ist das Ziel dieser Abschlussarbeit, mithilfe der hydronumerischen Simulationssoftware HEC-RAS 2D ein Prüfverfahren zur Beurteilung der Hochwasserneutralität von Querbauwerken zu entwickeln. |
Gerrit Kappes M.Sc. |
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Experimentelle Untersuchung einer Heberleitung bei unzureichender Einlaufüberdeckungshöhe Heberleitungen werden als Wasserbauwerke unter anderem als Hochwasserentlastungsan-lagen eingesetzt. Erreicht der Wasserstand im Oberwasser die Einlaufkonstruktion der Heberleitung oder wird der Scheitel belüftet, kommt es meist zum Abriss des Unterdrucks und zur Deaktivierung des Hebers. Um einen Lufteintrag während der Aktivierung zu vermeiden, muss der Einlauf sowie der Auslauf von Wasser umgeben sein und es muss eine ausreichende Überdeckung vorliegen. Die Planung solcher Wasserbauwerke wird häufig durch einen Modellversuch gestützt, wobei die Funktion und die Leistungsfähigkeit überprüft und ggf. optimiert werden kann. Ziel der Masterthesis ist die systematische Untersuchung der Wirbelformationen am Einlaufbereich einer Heberleitung an einem bestehenden Modell im wasserbaulichen Forschungslabor. Aufbauend auf der experimentellen Untersuchung und Analyse verschiedener Zustände sollen konstruktive Maßnahmen im Einlaufbereich der Heberleitung entwickelt werden, um luftziehende Wirbel zu vermeiden. |
Dr.-Ing. Jens-Uwe Wiesemann |
| Thema | Ansprechperson |
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Der Einfluss der Kleinwasserkraft: Wie durchgängig sind die Gewässer des Odenwalds? Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses von Kleinwasserkraftanlagen auf die ökologische Durchgängigkeit von Fließgewässern im Odenwaldkreis. Hierzu werden Gewässer hinsichtlich vorhandener Querbauwerke sowie deren Auswirkungen analysiert. Mithilfe von GIS-basierten Methoden, beispielsweise mit QGIS, werden Kennzahlen wie die Dichte von Anlagen pro Flusskilometer ermittelt und Gewässerabschnitte vergleichend bewertet. Zudem wird das Spannungsfeld zwischen menschlicher Nutzung und naturschutzfachlichen Anforderungen betrachtet, um Ansätze für eine nachhaltige Verknüpfung beider Ziele aufzuzeigen. |
Dr.-Ing. Katharina Bensing |
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Funktionstüchtige Fischaufstiegsanlagen in Deutschland – Analyse erfolgreicher Beispiele und Rolle des Monitorings Ziel dieser Arbeit ist die Identifikation und Analyse funktionstüchtiger Fischaufstiegsanlagen in Deutschland, deren Wirksamkeit durch Monitoring nachgewiesen wurde. Hierzu werden geeignete Fallbeispiele recherchiert und hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit sowie ihrer konstruktiven und hydraulischen Eigenschaften untersucht. Ein besonderer Fokus liegt auf der Rolle des Monitorings: Es wird herausgearbeitet, unter welchen Bedingungen Monitoring zielführend ist und welche Methoden sich zur Bewertung der Durchgängigkeit eignen. Anhand ausgewählter Beispiele werden charakteristische Merkmale erfolgreicher Anlagen identifiziert und vergleichend dargestellt. Ziel der Arbeit ist es, zentrale Erfolgsfaktoren und Besonderheiten funktionstüchtiger Fischaufstiegsanlagen abzuleiten und damit praxisrelevante Erkenntnisse für Planung und Bewertung zu liefern. |
Dr.-Ing. Katharina Bensing |
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Konzeption und prototypische Umsetzung einer Datenbankstruktur zur Verwaltung von Messtechnik im Wasserbaulabor Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer systematischen Datenbankstruktur zur Erfassung und Verwaltung von Messtechnik in einem Wasserbaulabor. Hintergrund ist die Vielzahl vorhandener Messsysteme, deren Eigenschaften, Einsatzbereiche und Verfügbarkeiten bislang nicht einheitlich dokumentiert sind. Im Rahmen der Arbeit wird zunächst eine geeignete Struktur entwickelt, die es ermöglicht, Messgeräte hinsichtlich relevanter Parameter wie Messgrößen, Einsatzbereiche, Verfügbarkeit und aktuelle Nutzung systematisch zu erfassen. Dabei soll auch berücksichtigt werden, inwieweit sich Geräte für bestimmte Anwendungsfälle eignen. Die entwickelte Systematik wird anschließend exemplarisch auf ausgewählte Messgeräte angewendet, um ihre Praxistauglichkeit zu überprüfen. Ergänzend wird ein Konzept für eine strukturierte Ablage zugehöriger Materialien, wie beispielsweise Benutzerhandbücher und technische Dokumentationen, erarbeitet. Ziel ist es damit, eine übersichtliche und erweiterbare Grundlage für das Management von Messtechnik zu schaffen und damit die Nutzung und Organisation im Labor nachhaltig zu verbessern. |
Dr.-Ing. Katharina Bensing |
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Lizenzfreie Software zur Geometrieerstellung für wasserbauliche Fragestellungen Die Darstellung von Geometrien (Gelände, Bauwerke etc.) ist im Wasserbau von großer Bedeutung, um diese bspw. in physikalischen und numerischen Modellen abbilden und nutzen zu können. Dabei stellt sich immer wieder die Frage nach einer geeigneten lizenzfreien Software, die sowohl in der Forschung als auch in der Lehre angewendet werden kann. Im Rahmen der Bachelorarbeit sollen verschiedene Softwarepakete mit vorliegenden Daten getestet sowie deren anwendungsspezifische Eignung bewertet und Empfehlungen sowie Kurzanleitungen für den Einsatz gegeben werden. |
Dr.-Ing. Katharina Bensing |
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Entwicklung und 3D-Druck universeller Halterungen für verschiedene Strömungsmessgeräte Strömungsmessungen stellen im Bereich des Wasserbaus für zahlreiche Untersuchungen eine wichtige Grundlage dar. Dabei ist es wichtig die Geräte flexibel in verschiedenen Situationen einsetzen und in unterschiedlichen Laborrinnen montieren zu können. Oft werden dazu unterstützend verschiedene Profilsysteme eingesetzt. Im Rahmen der Bachelorarbeit sollen für verschiedene im Wasserbaulabor eingesetzte Strömungsmessgeräte Halterungssysteme entwickelt und additiv gefertigt werden. Diese sollen möglichst kompatibel mit den vorhandenen Profilsystemen sein und einfach montiert und eingesetzt werden können. Es muss dafür eine Anforderungsliste mit Bezug zur Strömungsmessung aufgestellt werden, aus der zielführende Produkte resultieren. Teil der Arbeit ist auch die Entwicklung einer Handreichung für die Anwendung. |
Dr.-Ing. Katharina Bensing |
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Recherche und Konzeptentwicklung modularer Einbauten in ein Fließgewässer Im Rahmen des LAuF-Projekts werden Leitstrukturen entwickelt, die aufwanderwillige Fische in Richtung des Einstiegs von Fischaufstiegsanlagen leiten. Um die Ergebnisse dieses Forschungsprojektes zukünftig möglichst schnell und kostengünstig umzusetzen, sollen die Leitstrukturen zukünftig modular hergestellt und in die Gewässer eingebaut werden. Im Zuge dieser Abschlussarbeit soll die Anwendung und Umsetzung modularer Einbauten recherchiert und ein Anwendungs-Konzept für die Leitstrukturen entwickelt werden. |
Gerrit Kappes M.Sc. |
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Systematische Untersuchung von ungünstigen Einbauszenarien eines Ultraschalllaufzeitgerätes zum Aufschnallen Der Einsatz von Ultraschalllaufzeitgeräten zum Aufschnallen ist in der aktuellen Praxis weit verbreitet. Meist erfolgt deren Einsatz temporär im Rahmen von Messkampagnen, d.h. zusammen mit weiteren gleichzeitig durchgeführten Messungen. In diesem Zusammenhang stellt sich auch die Frage der Zuverlässigkeit und insbesondere der Genauigkeit der Durchflussmessungen. Für diese Kontrollmessmethode sollen an ein Rohrstück von, welches von außen über den vollen Umfang zugänglich ist, mehrere unvorteilhafte Einbauzustände des Messgeräts untersucht werden. Die für den Messeinsatz ausgewählte Rohrleitung sollte aus einem harten Material (vorzugsweise Metall ohne Innenbeschichtung) bestehen. Bestandteil der Arbeit ist neben der Einarbeitung in das am Institut vorhandene Clamp-on-Messgerät eine Zusammenstellung möglicher Fehler bei unzulässigen/unvorteilhaften Einbaupositionen des Messgeräts und eine entsprechende Empfehlung zur Handhabung bei nicht vermeidbaren, eingeschränkten Einbaumöglichkeiten. |
Dr.-Ing. Jens-Uwe Wiesemann |
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Modelltechnische Abbildung des Einstiegs einer Fischaufstiegsanlage im wasserbaulichen Forschungslabor Im Rahmen des LAuF-Projekts werden Leitstrukturen entwickelt, die aufwanderwillige Fische in Richtung der Einstiege von Fischaufstiegsanlagen lenken sollen. Diese Leitstrukturen sollen im wasserbaulichen Forschungslabor mithilfe von Lebendtierversuchen auf ihre Wirksamkeit untersucht werden. Gegenstand dieser Abschlussarbeit ist es, in Vorbereitung der zukünftigen Laborversuche, den Abfluss aus einer Fischaufstiegsanlage unter Berücksichtigung der ethohydraulischen Randbedingungen zu planen und umzusetzen. |
Gerrit Kappes M.Sc. |
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Möglichkeiten das Verhalten von Fischen mittels künstlicher Intelligenz zu analysieren Die Lebensräume in Flüssen sind von einer Vielzahl an Querbauwerken, wie beispielweise Stauanlagen zur Schiffbarmachung und zur Energiegewinnung, zerschnitten. Dieser Umstand bewirkt, dass die Größe und die strukturelle Vielfalt der aquatischen Lebensräume stark begrenzt sind. Somit können beispielweise Fische die Ziele ihrer regelmäßigen Wanderungen in der Regel nicht erreichen. Mithilfe von Fischauf- und -abstiegsanlagen wird versucht, die zerschnitten Gewässerabschnitte wieder miteinander zu verbinden. Für die Wirksamkeit solcher Anlagen ist es allerdings entscheidend, dass Fische die Einstiege zu diesen Anlagen auch finden. Zu diesem Zweck werden im Rahmen des laufenden DBU-Forschungsprojektes LAuF Leitstrukturen entwickelt, die die Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen verbessern sollen. Zur erfolgreichen Projektumsetzung muss das Verhalten der Fische in unterschiedlichen Strömungssituationen möglichst genau verstanden und mit einem hydraulischen Reiz verknüpft werden. Hierfür werden Laborversuche mit lebenden Fischen durchgeführt, in denen sowohl die Bewegungen der Tiere als auch die hydraulische Situation möglichst genau aufgezeichnet werden. Die Auswertung soll anschließend unter Nutzung von Methoden der künstlichen Intelligenz erfolgen. Im Rahmen der Bachelorarbeit soll daher zunächst recherchiert werden, welche Möglichkeiten es gibt, Methoden der KI im Rahmen der Analyse einzusetzen. Im Anschluss sollen diese Ideen konkret auf das LAuF-Projekt angewendet werden, um bspw. Verhaltensmuster in Abhängigkeit hydraulischer Reize identifizieren zu können. |
Gerrit Kappes M.Sc. |
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Potenzialanalyse zur Anwendung von Leitstrukturen für Fische an der Lahn Die Lebensräume in Flüssen sind von einer Vielzahl an Querbauwerken, wie beispielweise Stauanlagen zur Schiffbarmachung und zur Energiegewinnung, zerschnitten. Dieser Umstand bewirkt, dass die Größe und die strukturelle Vielfalt der aquatischen Lebensräume stark begrenzt sind. Somit können beispielweise Fische die Ziele ihrer regelmäßigen Wanderungen in der Regel nicht erreichen. Mithilfe von Fischauf- und -abstiegsanlagen wird versucht, die zerschnitten Gewässerabschnitte wieder miteinander zu verbinden. Für die Wirksamkeit solcher Anlagen ist es allerdings entscheidend, dass Fische die Einstiege zu diesen Anlagen auch finden. Zu diesem Zweck werden im Rahmen des laufenden DBU-Forschungsprojektes LAuF Leitstrukturen entwickelt, die die Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen verbessern sollen. Um die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten solcher Leitstrukturen abschätzen zu können, soll im Rahmen einer Bachelorarbeit beispielhaft das Einsatzpotenzial für die Lahn analysiert werden. Die Analyse soll unteranderem durch die Auswertung von Luftbildern im Geoinformationssystem QGIS erfolgen. |
Gerrit Kappes M.Sc. |
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Variantenentwicklung für die Auskleidung einer Heberleitung zur Optimierung der Fischpassierbarkeit Heberleitungen erfüllen in diversen Bereichen des Wasserbaus wichtige Funktionen. Neben der Nutzung in der Wasserver- und -entsorgung sowie für Be- und Entwässerungen werden hydraulische Heberleitungen beispielsweise im Hochwasserschutz eingesetzt. Ein Vorteil von Heberleitungen ist die nahezu vollständige energieautarke Förderung des Mediums des nach dem physikalischen Heberprinzip ablaufenden Prozesses. Diese Eigenschaft macht sich der sogenannte Heber-Fischpass zu Nutze, welcher im Rahmen eines Forschungsprojektes am Fachgebiet Wasserbau und Hydraulik ausentwickelt und hierzu am installierten realmaßstäblichen Modell im Wasserbaulichen Forschungslabor vertieft untersucht wird. Der Heber-Fischpass soll zukünftig alternativ zu gängigen Fischaufstiegsanlagen eingesetzt werden. Ein zentrale Fragestellung betrifft die Auskleidung der Heberleitung zur verbesserten Durchgängigkeit von aquatischen Lebewesen. Diese soll im Rahmen einer Bachelorar-beit in Form einer Variantenstudie zu möglichen Einbauten im Zu- und Ablauf sowie innerhalb des Heber-Fischpasses bearbeitet werden. |
Timo Grafe M.Sc. |
