LuWaS...GIS-basierte Ermittlung der schifffahrtsbedingten Luftschadstoffbelastung an Wasserstraßen

LuWaS ist ein GIS-basiertes Softwaresystem für die Bestimmung der schifffahrtsbedingten Emissionen für die Stoffe NOx, NO2, PM10, PM2.5, Benzol, Ruß, SO2, CO, HC und CO2 sowie die Berechnung der Konzentrationen (Immissionen) mit einem Ausbreitungsmodell (freie Ausbreitung: Gauss-Modell auf Basis PROKAS_V, Berücksichtigung Einfluss dichte Bebauung: Screeningmodell mit Bebauungtypisierung auf Basis PROKAS_B). Ggf. vorliegende Kfz-bedingte Vorbelastungseinträge können explizit mitberücksichtig werden.

Es wurde von der Lohmeyer GmbH im Auftrag der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) entwickelt und im Jahr 2020 aktualisiert bzw. fortgeschrieben.

Das System besteht im Wesentlichen aus den Modulen:

  • Emissions-Modul für Binnenschifffahrt
  • Emissions-Modul für Seeschifffahrt
  • Emissions-Modul PROKAS-E für KFZ-Verkehr an Wasserstraßen
  • Ausbreitungs-Modul PROKAHN
  • Modul zur Ermittlung.statistischer Kenngrößen (Jahresmittel- und Kurzzeitwerte)

In den Emissions-Modulen für Binnenschifffahrt und Seeschifffahrt werden anhand von Aktivitätsdaten und flottenspezifischen Kennwerten zur Motorisierung, Emissionsfaktoren und Strömungswiderstand die mittleren jährlichen Gesamtemissionen auf jedem Wasserstraßensegment berechnet. Die flottenspezifischen Kennwerte werden für diese Berechnungen aus einer editierbaren Schiffsdatenbank gelesen.

Im Emissions-Modul PROKAS-E werden die KFZ-bedingten, mittleren, jährlichen Emissionen auf Basis der Straßenkapazitäten und der mittleren Aktivitäten sowie spezifischen Emissionsfaktoren des Leicht- und Schwerlastverkehrs ermittelt.

Das Modul PROKAHN basiert auf unserem Ausbreitungsmodell PROKAS, welches die besonderen Ausbreitungsbedingungen auf Wasserflächen berücksichtigt. Mit den zuvor berechneten oder in das Programm importierten Emissionsdichten, räumlicher Gegebenheiten sowie einer angegebenen Windverteilung bestimmt PROKAHN die Zusatzbelastung sowie unter Berücksichtigung der Vorbelastung die beurteilungsrelevanten Gesamtbelastungen.

Die Ergebnisdarstellung erfolgt mittels der integrierten GIS-Oberfläche. Diese ermöglicht die Überlagerung von Kartenmaterial mit den Emissionsquellen sowie der Gitterdarstellung der Schadstoffkonzentrationen. Interaktiv können per Mausklick auf die entsprechende Geometrie sowohl Eingangsdaten gezielt modifiziert als auch berechnete Emissionen und Konzentrationen quantitativ auf Basis von Shape-Attributen angezeigt werden.

An Schnittstellen bietet LuWas u.a. eine Importfunktion sowohl für die Wasser- und KFZ-Straßengeometrien als auch für alle für die weiteren Berechnungen notwendigen Eingangsparametern. Extern berechnete Emissionsquellen können ebenfalls in das angelegte LuWaS-Projekt importiert werden.
Der Export sämtlicher Eingangsdaten und Berechnungsergebnissen in Form von Shape-Dateien für die weitere Verwendung innerhalb sowie außerhalb von LuWaS ist ebenso möglich.
Die LASAT-Exportfunktion inklusive eines Zeitreihengenerators gestattet die Aufbereitung und das Abspeichern der Emissionsdaten in einem geeignetem Dateiformat für eine sich anschließende, externe Ausbreitungsrechnung mit dem Programm LASAT.






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