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Changing our unsustainable linear water management pattern is necessary to face growing global water challenges. This article proposes an integrated framework to analyse and understand the role of different contextual conditions in the possible transition towards water circularity. Our framework combines a systematic multi-level perspective to explore the water system and the institutional work theory for technology legitimation. The framework consists of the following stages: (1) describing and understanding the water context, (2) assessment of the selected technologies’ circularity level, (3) assessment of the alternative circular technologies’ legitimacy, and (4) identification of the legitimation actions to support the upscale of alternative circular technologies. The practical applicability of the integrated assessment framework and its four assessment stages was demonstrated in the exploration of circular water technologies for the horticulture sector in Westland, the Netherlands. The results revealed the conditions that hinder or enable the legitimation of the circular water technologies, such as political environmentalism, trust in water governing authorities, and technical, financial, and knowledge capabilities.
Decisions on irrigation water management are usually made at different levels, including farms, water user associations (WUAs), and regional water planning agencies. The latter generally have good access to information and decision tools regarding water resources management. However, these remain out of reach to the final water users, namely the farmers. The study, conducted in the irrigated district of Cherfech, north Tunisia, had the main objective of investigating farmer’s perceptions of, and acceptance for, the use of an irrigation advisory service (IAS) to be implemented by their WUA. The suggested IAS provides the following information: (1) reference evapotranspiration (ETo) and rainfall; (2) crop water requirement (CWR) of the most cultivated crops; (3) irrigation water requirement (IWR) of the farmer’s crop; and (4) crop monitoring and real-time estimation of IWR of crops settled, using soil moisture sensors. Such services and information would be available at the WUA level and provided in a timely manner to farmers for more effective decision making at the plot level. Prior to the acceptance study, we launched a technical study to determine the required tools and equipment required for the implementation of the IAS, followed by a farmer survey to assess their respective perceptions and acceptance towards this IAS. Results showed that only 54% of the farmers are satisfied by WUAs work, but that 77% of them accepted using the suggested IAS. Farmers are also willing to pay for most of the IAS packages suggested. The financial profitability of investing in the IAS at the WUA level shows the venture is financially viable, with a benefit cost ratio (BCR) of 1.018. The project will be even more profitable if we add the social benefits, which may result in water savings at the WUA level.
Abstract
The paper represents an analysis of convective instability in a vertical cylindrical porous microchannel performed using the Galerkin method. The dependence of the critical Rayleigh number on the Darcy, Knudsen, and Prandtl numbers, as well as on the ratio of the thermal conductivities of the fluid and the wall, was obtained. It was shown that a decrease in permeability of the porous medium (in other words, increase in its porosity) causes an increase in flow stability. This effect is substantially nonlinear. Under the condition Da > 0.1, the effect of the porosity on the critical Rayleigh number practically vanishes. Strengthening of the slippage effects leads to an increase in the instability of the entire system. The slippage effect on the critical Rayleigh number is nonlinear. The level of nonlinearity depends on the Prandtl number. With an increase in the Prandtl number, the effect of slippage on the onset of convection weakens. With an increase in the ratio of the thermal conductivities of the fluid and the wall, the influence of the Prandtl number decreases. At high values of the Prandtl numbers (Pr > 10), its influence practically vanishes.
This investigation attempts to understand the eco‐hydrology of, and accordingly suggest an option to manage floodwater for agriculture in, the understudied and data‐sparse ephemeral Baraka River Basin within the hyper‐arid region of Sudan. Reference is made to the major feature of the basin, that is, the Toker Delta spate irrigation scheme. A point‐to‐pixel comparison of gridded and ground‐based data sets is performed to enhance the estimates of rainfall. Analysis of remotely sensed land use/cover data is performed. The results show a significant reduction of the grassland and barren areas explained by a significant expansion of the cropland and open shrubland (invasive mesquite trees) areas in the delta. The cotton sown area is highly dependent on the flooded area and the discharge volume in the delta. However, the area of this major crop has declined since the early 1990s in favour of cultivation of more profitable food crops. Expansion of mesquite in the delta is problematic, taking hold under increased floodwater, and can only be manged by clearance to provide crop cultivation area. There is a great potential for floodwater harvesting during the rainfall season (June to September). A total seasonal runoff volume of around 4.6 and 10.8 billion cubic metres is estimated at 90 and 50% probabilities of exceedance (reliabilities), respectively. Rather than leaving the runoff generated from rainfall events to pass to the Red Sea or be consumed by mesquite trees, a location for runoff harvesting structure in a highly suitable area is proposed. Such a structure will support any policy shifts towards planning and managing the basin water resources for use in irrigating the agricultural scheme.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine HPLC-Methode mit der dazugehörigen Probenvorbereitung entwickelt, welche es ermöglicht Essigsäure und Acrylsäure in komplexen Matrizes wie Deponiesickerwasser zu bestimmen. Hauptaugenmerk lag dabei auf der Matrixreduzierung, die bei 96 % lag. Die Wiederfindung der Analyten Essigsäure und Acrylsäure liegt bei der beschriebenen Methode bei ca. 100 %.
Zusammenfassung
Ansatz der vorliegenden Arbeit ist es, mit Blick auf den in einer großen Variationsbreite existierenden Brauprozess in Brauereien mit unterschiedlichster jährlicher Produktionsmenge und technologischem Stand, die wesentlichen charakteristischen Teilprozessschritte hinsichtlich Ihrer Bedarfe an den thermischen Energieformen Wärme und Kälte, unter Berücksichtigung der jeweils in den Teilprozessen herrschenden Temperaturniveaus, darzustellen. Dies ist in Kapitel 2 sowohl für die in Trocknungsprozessen vorbehandelten feststofflichen Braukomponente Gerstenmalz und Hopfen, sowie für die mit dem Beginn der Erwärmung von frischem Brauwasser startenden Prozesse des Einmaischens, Läuterns, Kochens, Gärens bis hin zur Reifung des Jungbieres, erfolgt. Zunächst wurde das jeweilige Temperaturniveau der einzelnen Phasen des Brauvorgangs, trotz seiner unterschiedlichen verfahrenstechnischen Realisierung, abgesteckt. In Kapitel 5 wird der rein für den Prozess notwendige Wärme- und Kältebedarf, auf der Basis der wesentlichen Zustandsänderungen des entstehenden Produktes, bestimmt. Dabei liegt bei jedem Prozessschritt entweder ein Wärme- oder ein Kältebedarf vor. Die Teilprozesse bilden eine zeitliche Abfolge innerhalb des Brauprozesses, welche die Vorstufen des Bieres nacheinander durchläuft. Die in den Kapiteln 3 zum Thema Kälte und in Kapitel 4 zum Thema Wärme dargestellten Grundlagen, liefern die Grundlagen für das Verständnis, des Verhaltens eines Systems im Umfeld von thermischer Energie und bilden die thermodynamischen Kenntnisse, die für die Beurteilung des Transportes, der Erzeugung und der Speicherung von Wärme und Kälte ergeben. Die Wärme und Kältebedarfe in ihrer zeitlichen Abfolge ermöglichen uns unabhängig von gängigen technischen Realisierungen in der Praxis noch einmal in Kapitel 6 die Frage zu stellen, in wie weit zunächst für jeden einzelnen Teilprozess Energieeffizienzverbesserungen durch Eingriff in den Prozess möglich sind. Die Frage der Heranführung der Wärme bei Wärmebedarf des Produktes an das Produkt hat in der Entwicklung der Brauereitechnologie sehr verschiedenen konstruktiven Ausführungen der Maischgefäße und der Gefäße für die Würzebehandlung geführt. An dieser Stelle ist der Einfluss von Veränderungen, welche den Transport von Wärme verbessern könnten, auch auf das Produkt zu hinterfragen. Die modernen Ausführungen der Maisch- und Würzepfannen sind auf ein produktschonendes Verfahren ausgelegt. Änderungen im Anlagenpark erfordern von jeder Brauerei einen langerprobten Umgang, um trotz der Veränderungen an diesen Prozesshilfsmitteln, dennoch die geschmackliche Qualität des Bieres nicht unerwünscht zu beeinflussen. Die Rückführung der Verdampfungswärme beim Kochen und teilweise Verdampfen der Würze in der Pfanne, in den Prozess, unter Beibehaltung des höchstmöglichen Temperaturniveaus dieser Wärme, ist ein Beispiel aus Kapitel 6 für die Effizienzsteigerung des Teilprozesses. Stärker in den produktbeeinflussenden Teilprozess des Maischens greift die Wahl zwischen den zwei etablierten Wärmezufuhrverfahren, dem traditionellen Dekoktionsverfahren und dem in letzter Zeit deutlich überwiegenden Infusionsverfahren. Hier liegt mit der Wahl des letzteren Verfahrens, innerhalb des Teilprozesses Maischen ein Effizienzsteigerungspotential in der Praxis.
Die teilprozessübergreifende Kopplung der einzelnen Verfahrensschritte erlaubt den Transport von Wärme und Kälte, zwischen diesen Teilprozessen, unter Berücksichtigung der zeitlichen Versetzung der einzelnen Teilprozesse. Damit lassen sich Wärme- und Kältebedarfe untereinander bedienen, wenn eine Speichervorrichtung für Wärme auf den jeweiligen Temperaturniveaus vorhanden ist. Das Temperaturniveau der thermischen Energien ist, wie bereits in der Theorie in den Kapitel 3 und 4 gesehen, wo großer Bedeutung. Denn es geht bei der Steigerung der Energieeffizienz des Gesamtprozesses um die Erhaltung des Potentials der Wärme und Kälte trotz naturbedingter Einbußen, welche die Übertragung der Wärme aufgrund eines notwendigen Temperaturgefälles mit sich bringt. Die Kopplung der Teilprozesse entlang des Brauprozesses führt nach der Analyse in Kapitel 6 dazu, dass Energiezufuhr von außen am heißesten Ort entlang der Prozesskette erforderlich ist, da an dieser Stelle des Würzekochens und Verdampfens innerhalb des Gesamtprozesses keine Wärme auf diesem Temperaturniveau „ausgeliehen“ werden kann. Als Resultat erhält man, das eine Dampferzeugung zur Wärmebereitstellung mit einer Temperatur oberhalb der Siedetemperatur von 100°C erforderlich ist, sowie Kältebereitstellung für die kühlen Prozessschritte Gären und Reifen, bei denen die Aufrechterhaltung einer Temperatur bei knapp 0°C gegenüber der wärmeren Umgebung über eine längere Zeitdauer erforderlich ist.
Hiermit kommt man zu der zweiten Fragestellung aus der Einleitung, welche Szenarien der Bereitstellung der Energie, ggf. in Form einer Selbstversorgung der Brauerei sinnvoll ist.
Energetisch ist die Erzeugung von Wärme auf einem vergleichsweise moderaten Temperaturniveau von benötigten 120 bis 140°C durch die Verbrennung des Primärenergieträgers Erdgas im Dampferzeuger nicht optimal. Es bietet sich an, das Gas bei der Verbrennung einen guten Teil seiner Exergie in Reinform zur Verfügung stellen zu können, in dem es z.B. in einem Gasmotor mechanische Arbeit leisten darf, die über einen Generator zu elektrischem Strom veredelt wird, und die Wärmebedarfe in der Brauerei aus dem Abgas und dem Kühlwasser des Motors gedeckt werden. Diese Form des gasbetriebenen Blockheizkraftwerkes (BHKW) ist in der Industrie seit einiger Zeit weit verbreitet. Der Strom deckt Bedarfe durch Elektromotorenantriebe, Kälteerzeugung mit Kompressions-Kältemaschinen, Lüftungsventilatoren, Pumpen und Beleuchtung. Überschüssiger Strom kann ggf. an den Stromversorger verkauft werden.
Der Wärmebedarf für den Brauprozess, sowie für die Wärme im Flaschen- und Fassreinigungsprozess, sowie zur Pasteurisierung des Bier (bei Rückgewinnung eines Teils der Wärme auf leicht niedrigerem Temperaturniveau) wird durch eine Wärmebedarfsauslegung des BHKW weitestgehend gedeckt. In der Ausführung des BHKW sollte berücksichtigt sein, dass die Wärme in ausreichender Menge bei höherer Temperatur durch optimale Nutzung des heißen Abgases entnommen wird, um auf jeden Fall den Dampfbedarf in der Würzepfanne zu decken.
We consider a risk model in discrete time with dividends and capital injections. The goal is to maximise the value of a dividend strategy. We show that the optimal strategy is of barrier type. That is, all capital above a certain threshold is paid as dividend. A second problem adds tax to the dividends but an injection leads to an exemption from tax. We show that the value function fulfils a Bellman equation. As a special case, we consider the case of premia of size one. In this case we show that the optimal strategy is a two barrier strategy. That is, there is a barrier if a next dividend of size one can be paid without tax and a barrier if the next dividend of size one will be taxed. In both models, we illustrate the findings by de Finetti’s example.
Der anthropogene Klimawandel hat neben anhaltenden Dürren und verstärkt auftretenden Extremwetterereignissen auch die Ansiedlung neuer Arten in Deutschland zur Folge. Da die
Landwirtschaft eine kritische Infrastruktur darstellt, ist es notwendig, die potentielle Verbreitung neuer Schädlinge zu untersuchen, um potentielle Gefahren für die Landwirtschaft frühzeitig zu identifizieren. Nur so können rechtzeitig Handlungsbedarfe erkannt sowie Konzepte und Maßnahmen zum Schutz der kritischen Infrastruktur Landwirtschaft entwickelt werden. Es wird daher untersucht, ob Feldheuschrecken im Zuge des Klimawandels eine Gefahr für die deutsche Landwirtschaft darstellen können. Die Arbeit ist somit insbesondere für Akteure aus dem landwirtschaftlichen Sektor und dem Bevölkerungsschutz von Interesse. Betrachtet werden sechs Szenarien, die sich aus der der Kombination der drei Repräsentativen Konzentrationspfaden RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 sowie den beiden Betrachtungszeiträumen 2021 – 2050 und 2071 – 2100 ergeben. Die entsprechenden Klimadaten werden aus dem Projekt Euro-CORDEX bezogen. Mit der Software CLIMEX wird die mögliche Verbreitung von Calliptamus italicus, Dociostaurus maroccanus und Locusta migratoria für 20 Standorte in Deutschland in den sechs Szenarien modelliert. Mit QGIS wird die betroffene Landwirtschaftsfläche auf Basis der CORINE Landnutzungsdaten ermittelt. Darüber hinaus werden im Juni und Juli 2021 vier Interviews mit Expert:innen der Bereiche Klimawandel/-anpassung, Orthopterologie/Entomologie und Landwirtschaft durchgeführt. Die Untersuchung zeigt, dass C. italicus sich in Deutschland stark verbreiten wird, D. maroccanus und L. migratoria sind nur geringfügig vertreten. Heuschreckenschwärme können potentiell pflanzliche Erzeugnisse auf etwa 10 – 25 % der landwirtschaftlichen Fläche bedrohen, ihr Auftreten ist allerdings unwahrscheinlich. Es ist daher von einem geringen Gefahrenpotential von Feldheuschrecken für die deutsche Landwirtschaft auszugehen. Die Modellierung ist auf klimatische Bedingungen begrenzt. Die berechneten Flächen sind mit Abweichungen behaftet, deren Ursprung ungeklärt ist. Trotz dieser Einschränkungen ist die Arbeit wegweisend für zukünftige Forschung und die Entwicklung von Handlungsstrategien. So wird die Entwicklung von Konzepten zur Prävention und Intervention für den Fall einer Heu- schreckeninvasion empfohlen. Ein aktives Biomonitoring größerer, nicht bewirtschafteter Flächen ist essenziell, um mögliche Massenvermehrungen frühzeitig festzustellen. Zusätzlich sollten Schwarmbildungen im Ausland und mögliche Migrationsrouten nach Deutschland untersucht werden.
Schlüsselbegriffe: Landwirtschaftliche Gefahr, Schädling, Klimawandel, Klimawirkung, Heuschrecken, CLIMEX, Species Distribution Model, Expert:inneninterview
REALLABOR AUFZANDERS
(2024)
Ten female and five male participants (age range 28–50 years) were recruited at esoteric fairs or via esoteric chatrooms. In a guided face-to-face interview, they reported origins and contents of their beliefs in e.g. esoteric practices, supernatural beings, rebirthing, channeling. Transcripts of the tape-recorded reports were subjected to a qualitative analysis. Exhaustive categorization of the narratives’ content revealed that paranormal beliefs were functional with regard to two fundamental motives – striving for mastery and valuing me and mine (striving for a positive evaluation of the self). Moreover, paranormal beliefs paved the way for goal-setting and leading a meaningful life but, on the negative side, could also result in social exclusion. Results are discussed with reference to the adaptive value of paranormal beliefs.