Center for Hydrosystems and Health

Laufzeit: 01.10.2026 bis 31.03.2029

Projektbeschreibung:

Das Projekt OHcI entwickelt ein integriertes, systematisches Monitoring für Influenza‑A‑Viren, insbesondere hochpathogene aviäre Influenzaviren (HPAIV) wie H5N1. Im Gegensatz zu herkömmlichen, anlassbezogenen Diagnostik‑Ansätzen verfolgt OHcI ein unvoreingenommenes, ganzheitliches Surveillance‑System, das Wildtiere, Nutztiere, Menschen und Umweltreservoire gleichermaßen einbezieht. Auf Basis der One‑Health‑Prinzipien des BMZ (Deutscher Ethikrat 2023) werden die komplexen Wechselwirkungen zwischen Mensch, Tier und Umwelt analysiert, um HPAIV als Modell für übertragbare Frühwarn‑ und Überwachungsstrategien zu nutzen. Während der 2,5‑jährigen Laufzeit wird in der Region Hildesheim ein umfangreiches Probenprogramm umgesetzt, das Wasserproben (Abwasser, Oberflächengewässer), Boden‑ und Gülleanalysen sowie Proben von Nutztieren (Vieh, Geflügel) und Wildtieren umfasst. Ziel ist die Identifikation von Eintragsquellen, Hotspots und potenziellen Übertragungswegen von Influenzaviren zwischen den verschiedenen Kompartimenten. Zur Erhöhung der Nachweissensitivität kommen modernste molekular‑biologische Methoden zum Einsatz: qPCR‑basierte Detektion für quantitative Viruslast‑Bestimmung und Hochdurchsatz‑Sequenzierung (Whole‑Genome‑Sequencing) zur Analyse genetischer Vielfalt, Mutationsmuster und evolutionärer Entwicklungen. Neben der Optimierung etablierter Probenahmetechniken wird die passive Probenahme als neuartige, kosteneffiziente Methode erprobt, um langfristige, repräsentative Daten ohne intensive Feldarbeit zu generieren. Alle gewonnenen Datensätze (virologisch, ökologisch, räumlich) werden in einer zentralen Datenplattform zusammengeführt. KI‑gestützte und statistische Analyseverfahren identifizieren räumliche Muster, kausale Zusammenhänge und Schnittstellen zwischen Infektionsereignissen in Mensch, Tier und Umwelt. Die Ergebnisse sollen die Modellierung von Übertragungswegen und die Vorhersage von Ausbruchsrisiken ermöglichen. OHcI liefert damit eine übertragbare Blaupause für ein One‑Health‑basiertes Überwachungssystem, das eine frühzeitige Erkennung neu auftretender Influenzabedrohungen ermöglicht, evidenzbasierte Maßnahmen und präventive Strategien (z. B. verbesserte Hygiene‑ und Biosicherheitsmaßnahmen) entlang aller Schnittstellen unterstützt und die Resilienz von Mensch‑Tier‑Umwelt‑Systemen gegenüber Influenza‑Ausbrüchen stärkt. Damit trägt das Projekt wesentlich zur Stärkung der öffentlichen Gesundheit, zum Schutz der Tierproduktion und zur Sicherung ökologischer Systeme im Kontext zunehmender zoonotischer Risiken bei.

OHcl-OS wird durch Mittel des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Niedersachsen Programmgebiet Übergangsregion (ÜR) - Förderperiode 2021-2027 - gefördert

Laufzeit: 01.09.2026 bis 30.08.2028

Projektbeschreibung:

Die Siedlungswasserwirtschaft, insbesondere mit ihren dezentralen Pumpwerken, Steuerzentralen und Kommunikationsnetzen zählt, in Deutschland zur Kritischen Infrastruktur (KRITIS) und ist zunehmend Angriffen auf Informations- und Leittechnik ausgesetzt. Die EU-Richtlinie NIS2 und das geplante nationale Umsetzungs- und Cybersicherheitsstärkungsgesetz verlangen von Betreibern ein systematisches Risikomanagement, Melde- und Notfallvorsorgepflichten. Für kleine Kommunen und Zweckverbände, die häufig über begrenzte IT- und OT-Sicherheitskompetenz, Legacy-Systeme und starke Abhängigkeit von Dienstleistern verfügen, bleibt die Umsetzung jedoch eine erhebliche Herausforderung. Sie tragen dieselben physischen Risiken wie große Betreiber, verfügen jedoch über deutlich weniger Ressourcen, um sich darauf vorzubereiten und im Ernstfall zu reagieren.

Die physischen Folgen eines Cybervorfalls werden bislang kaum ganzheitlich bewertet: Unautorisierter Zugriff, manipulierte Prozessdaten oder Fernwartungsangriffe können zu Fehlsteuerungen, Kapazitätsverlusten bis hin zum Totalausfall führen. Die hydraulische Kette reicht von Rückstau und Überstau im Kanalnetz über austretendes Schmutzwasser aus Schächten bis zur Oberflächenüberflutung mit unbehandeltem Abwasser. Die Konsequenzen sind Gesundheits- und Umweltrisiken für Anwohner und Einsatzkräfte, erhebliche Schadens- und Wiederherstellungskosten sowie betriebliche Einschränkungen. Bislang konzentrieren sich Schutzkonzepte überwiegend auf organisatorische und technische IT- und OT-Maßnahmen; belastbare, vorausschauende Analysen der physisch-hydraulischen Effekte erfolgreicher Angriffe fehlen weitgehend. Hinzu kommt, dass NIS2 und die KRITIS-Regelungen für kleinere Kommunen und Zweckverbände formal häufig nicht greifen, da Mitarbeiterzahlen und Jahresumsätze unterhalb der Anwendungsschwellen liegen. Über Fernwartungszugänge, geteilte Lieferketten und gemeinsame Infrastrukturen bleiben sie jedoch denselben Bedrohungen ausgesetzt und tragen im Schadensfall identische physische Folgen.

Im Rahmen des Projekts CYSAN-N wird ein simulationsbasierter Ansatz entwickelt, der einen Sicherheitsvorfall an einem Pumpwerk mit seinen realen hydraulischen und gesundheitlichen Folgen verknüpft. Cyberbedingte Ausfallzustände (z. B. Pumpstopp, Kapazitätsreduktion, Sensor-Bypass) werden auf repräsentative Pumpwerke und Teilnetze in der Übergangsregion Lüneburg–Uelzen–Celle modelliert und über gekoppelte 1D/2D-Simulationen (SWMM für das Kanalnetz, TELEMAC-2D für den Oberflächenabfluss) quantifiziert. Ergänzend erfolgt eine Quantitative Microbiological Risk Assessment (QMRA) zur Bewertung gesundheitsrelevanter Expositionen sowie eine Vulnerabilitätsanalyse kritischer Infrastrukturassets. Die Ergebnisse werden unter anderem in praxistauglichen Notfallpläne und Standardarbeitsanweisungen mit klaren Schwellenwerten überführt und gemeinsam mit regionalen Partnern, dem Abwasserzweckverband Uelzen und der Stadtentwässerung Celle, validiert. CYSAN-N will so praktische Handreichungen und Best-Practices bereitstellen, den kleinen Betreibern helfen kritische Risikoschwerpunkte zu erkennen, verstehen und im Notfall schnell zu handeln.

CYSAN-N wird von der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften, Center for Hydrosystems and Health (CHH), geleitet und im Rahmen des EU-EFRE-Programms – Programmgebiet Übergangsregion (ÜR) – Förderperiode 2021–2027 – gefördert.

Laufzeit: 01.09.2026 bis 31.08.2028

Projektbeschreibung:

Das Management urbaner Wasserressourcen steht infolge des Klimawandels und zunehmender Nutzungskonflikte vor wachsenden Herausforderungen. Neben der Sicherung der Wasserverfügbarkeit gewinnt insbesondere die Bewertung von Überflutungsrisiken und stofflichen Einträgen in den Wasserkreislauf an Bedeutung. Für eine ganzheitliche Betrachtung müssen dabei verschiedene Prozesse wie der Abfluss in Kanalnetzen, Oberflächenabfluss, Überflutung und Stofftransport gemeinsam berücksichtigt werden. Bestehende Simulationsprogramme bilden diese Prozesse häufig nur einzeln ab und sind teilweise komplex in der Anwendung. 

Im Rahmen des Projekts FLOW-urban wird daher ein frei verfügbares Open-Source-Framework zur Kopplung hydrodynamischer Modelle entwickelt. Dadurch sollen unter anderem 1D-Kanalnetz- und 2D-Oberflächenabflusssimulationen zur Analyse von Überflutungsrisiken sowie Modelle zur Untersuchung von Schmutzpotenzialen und Stoffeinträgen miteinander verknüpft werden. Ergänzend werden benutzerfreundliche Pre- und Postprocessing-Tools auf GIS-Basis entwickelt, um die Anwendung in der Praxis zu erleichtern.

Die entwickelten Lösungen werden in ausgewählten Pilotgebieten erprobt und validiert. Begleitende Workshops und der Wissenstransfer über regionale Partner unterstützen die praktische Anwendung und Weiterentwicklung des Frameworks. Ziel ist es, eine integrierte Bewertung des urbanen Wasser- und Stoffkreislaufs zu ermöglichen und damit datenbasierte Entscheidungen für ein nachhaltiges und klimaangepasstes Wassermanagement zu unterstützen.

FLOW-urban wird durch Mittel des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Niedersachsen Programmgebiet Übergangsregion (ÜR) - Förderperiode 2021-2027 - gefördert

Laufzeit: 01.08.2026 bis 30.07.2028

Projektbeschreibung:

Das Auftreten von Extremwetterereignissen nimmt im Zuge des Klimawandels zu. Neben langanhaltenden Hitze- und Dürreperioden gewinnen insbesondere intensive Niederschlagsereignisse und die damit verbundenen Überflutungen an Bedeutung. Dabei wird zwischen pluvialen und fluvialen Hochwasserereignissen unterschieden. Pluviale Ereignisse entstehen durch lokal konzentrierten Oberflächenabfluss infolge intensiver Niederschläge und können innerhalb kurzer Zeit zu Überflutungen führen. Fluviale Hochwasserereignisse treten dagegen infolge hoher Abflüsse und des Übertritts von Gewässern über ihre Ufer auf und wirken in der Regel großflächiger und über längere Zeiträume.

Treffen solche Ereignisse auf Bahninfrastruktur, können erhebliche Schäden und Betriebsbeeinträchtigungen entstehen. Konzentrierte Oberflächenabflüsse können insbesondere bei ausgeprägtem Geländegefälle erhebliche Erosionsprozesse verursachen und Gleisbette, Bahndämme und Brücken unterspülen. Fluviale Überflutungen können Bahntrassen großflächig überfluten und den Untergrund erodieren. Durchfeuchtung und Erosion können zudem die mechanischen Eigenschaften des Baugrunds verändern und die Standsicherheit und Tragfähigkeit von Dämmen und Bauwerken beeinträchtigen. Mögliche Folgen sind Dammbrüche, Schienenverwerfungen und erhebliche Betriebsunterbrechungen.

Im Rahmen des Projekts RISUZU werden pluviale und fluviale Hochwasserereignisse entlang ausgewählter Bahnstrecken in der Übergangsregion Lüneburg–Uelzen–Celle numerisch modelliert, um Überflutungsprozesse und daraus resultierende Erosionspotenziale zu untersuchen. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für die bauliche und geotechnische Bewertung gefährdeter Streckenabschnitte und Bauwerke sowie die Ableitung von Bewertungsindikatoren und Schadensszenarien. Ziel ist die Entwicklung eines wissenschaftlich fundierten und praxisorientierten Simulations- und Bewertungswerkzeugs zur standortbezogenen Bewertung von Gefährdungen und Risiken sowie zur Unterstützung der Identifikation und Priorisierung geeigneter Schutz-, Anpassungs- und Vorsorgemaßnahmen.

RISUZU wird durch Mittel des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Niedersachsen Programmgebiet Übergangsregion (ÜR) - Förderperiode 2021-2027 - gefördert

Laufzeit: 01.10.2026 bis 31.03.2029

Projektbeschreibung:

Das Projekt Remote2GHG‑OS adressiert die wachsende Bedeutung von Mooren als Kohlenstoffsenken und deren potenzielle Treibhausgas‑Emissionen, wenn sie entwässert oder landwirtschaftlich genutzt werden. In Niedersachsen, wo über 680 000 ha kohlenstoffreiche Böden existieren, sollen durch gezielte Wiedervernässung jährlich 4–15 t CO₂‑Äquivalente pro Hektar eingespart werden. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines skalierbaren, kostengünstigen Monitoring‑ und Analyse‑Frameworks, das die THG‑Flüsse auf Mikrohabitat‑Ebene quantifiziert und für die CO₂‑Zertifizierung nutzbar macht.

Kern des Vorhabens ist die Kombination von (i) low‑cost‑IoT‑Sensorik (Feuchte, Temperatur, pH, Wasserstand, Mooratmung) in einem LoRa‑WAN‑Netz, (ii) drohnenbasierter Fernerkundung (Hyperspektral‑, Thermal‑ und LiDAR‑Kameras) zur saisonalen Klassifikation von Mikrohabitaten und topografischen Veränderungen sowie (iii) KI‑gestützter Datenfusion und Modellierung. Punktuelle Haubenmessungen und mikrobiologische Analysen ergänzen die Datenbasis, sodass Autotroph‑ und Heterotroph‑Anteile der THG‑Emissionen getrennt bewertet werden können. Durch multivariate Analysen, maschinelles Lernen und graphische Modelle entsteht ein fortlaufend aktualisierbares Prognose‑Tool, das räumlich‑zeitlich differenzierte THG‑Bilanzkarten liefert.

Erwartete Ergebnisse sind (1) ein umfassendes, offenes Datenset aus Sensor‑ und Fernerkundungsdaten, (2) ein KI‑basiertes Simulationsmodell zur THG‑Bilanzierung, (3) ein standardisierter Empfehlungskatalog für die Optimierung von Wiedervernässungs‑ und Rekultivierungsmaßnahmen sowie (4) ein praxisnahes Zertifizierungs‑Framework für CO₂‑Zertifikate. Das Projekt verbindet Hydrologie, Fernerkundung, Sensorik und Bioinformatik, liefert damit eine neuartige, reproduzierbare Methode zur Bewertung und Reduktion von Treibhausgasen in Moorökosystemen, und stärkt die Klimaschutz‑ und Wirtschaftlichkeit von Moorrenaturierungsprojekten in Niedersachsen.

Remote2GHG-OS wird durch Mittel des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Niedersachsen Programmgebiet Übergangsregion (ÜR) - Förderperiode 2021-2027 - gefördert

Ist eine Nutzung des Grubenwassers des Ernst-August-Stollens im Harz als Trinkwasser oder zur Bewässerung in Trockenperioden möglich? Diese Frage kann nur durch ein kontinuierliches Wasserqualitäts-Monitoring beantwortet werden. Mit dieser Forschungs-Aufgabe befasst sich das Team der Ostfalia unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Markus Wallner im Verbundprojekt EAGruMo. Denn bislang ist nicht vollständig geklärt, aus welchen altbergbaulichen Strukturen das gesamte Wasser des Wasserlösestollens stammt und welche Rückstände ggf. im Wasser enthalten sind. Fest steht jedoch: Die Idee, diese Wasserressource zu nutzen, ist angesichts des Klimawandels und zunehmender Dürreperioden zu attraktiv, um sie nicht zu erforschen.

Das Forschungsprojekt wird im Verbund mit der TU Clausthal und der TU Braunschweig durchgeführt.

Zur Projektseite: https://www.eagrumo.tu-clausthal.de/ (externer Link, öffnet neues Fenster)