Mobile Endgeräte beeinflussen unseren Alltag und sind allgegenwärtig. Besonders die Vielfalt der Nutzungsmöglichkeiten entwickeln sich stetig weiter. Die meisten Funktionen dieser Geräte basieren auf der visuellen Informationsein- und Ausgabe. Hingegen sind die nicht-visuellen Aktionsmöglichkeiten weniger verbreitet. In der Bachelorarbeit werden darum die Parameter und die Symboldarstellung der nicht-visuellen Informationsausgabe untersucht. Des Weiteren wird eine Auswahl verschiedener Forschungsprojekte, externer Geräte und anwendungsbereiter Software vorgestellt, die sich größtenteils mit der Navigation besonders im Bezug auf Smartphones beschäftigt. Aus den gewonnenen Erkenntnissen ist die konzeptionelle Idee einer Navigationsanwendung für Smartphones entstanden. Im Bezug dazu ist eine denkbare Teststrecke im Elbsandsteingebirge für mögliche Experimente und Versuche vorgeschlagen worden, welche vielfältige Bereiche der Navigationsmöglichkeiten abdeckt. / Mobile devices are upiquitous these days and influence our everyday life dramatically, especially as the variety and use of applications is ever-evolving. However, most of the functions of these devices are based on input and output of visual information data. Non-visual features are not yet particularly common. This is why the different parameters and depictions of symbols of the non-visual data output type have been analysed in this paper. Moreover, there are some research projects, additional equipment and applications presented in here which are primarily concerned with the navigational functionality deployed by Smart phones. The study and research undertaken for this paper has lead to the creation of a concept for an application program which relates to navigational functionality based on smart phones. A test track in the Sächsische Schweiz National Parl, "Elbsandsteingebirge", has already been developed for the purpose of conducting further experiments in this area.

This thesis dealt with the techniques that could be used for the pre-assessment of contaminated sites. The goals of the thesis were based on a simple fact that every contaminated site possesses certain potential to degrade natural resources, specifically groundwater and land resources. The thesis focused on using mathematical and statistical techniques to predict the maximum length of contaminated plumes or Lmax, which it considered as a key parameter that could be used for the site assessment. As the first thesis work, data from KORA sites were compiled and analysed. From the analyses, it was found that the Lmax for BTEX plumes are in average under 150 m long. Further, for this work, Analytical Models that can be used to estimate Lmax were reviewed and, examples comparing model and fifield Lmax were presented. The second work for the thesis focused on a development and analysis of a new 3D-analytical model for a fifinite planar and fully penetrating source. An implicit expression for predicting Lmax was obtained. The analysis of the developed model suggested that the longest Lmax will result if the source takes an approximately square shape. The last part of the thesis improved the 3D-analytical model obtained in the second work by presenting an expression for a fifinite planar source that only partially penetrates the aquifer. For this work, a very simple numerical technique was developed that not only simplififies numerical analysis of the scenarios considered in this thesis but it also bears potentials to be used for very complex subsurface reaction transport scenarios. This thesis has been successful in narrowing research-gaps on problems related to contaminated sites management. / Diese Doktorarbeit befasste sich mit Methoden, welche für eine Vorabbewertung von kontaminierten Standorten genutzt werden können. Die Ziele der Arbeit basierten auf dem einfachen Fakt, dass jeder kontaminierte Standort ein bestimmtes Potential besitzt, natürliche Ressourcen, speziell Grundwasser- und Bodenressourcen, in ihrer Qualität negativ zu beeinträchtigen. Die Arbeit war auf die Nutzung mathematischer und statistischer Techniken zur Abschätzung der maximalen Schadstofffahnenlänge, auch Lmax, fokussiert, welche als entscheidender Parameter für die Standortbewertung genutzt werden kann. Der erste Teil der Doktorarbeit beinhaltete die Zusammenstellung und Analyse von Daten einer Vielzahl von KORA-Standorten. Anhand dieser Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass Lmax von BTEX-Fahnen im Mittel unterhalb von 150 m liegt. Des Weiteren wurden für diese Arbeit analytische Modelle, welche für die Abschätzung von Lmax genutzt werden können, kritisch bewertet und vergleichende Beispiele zwischen mit Modellierung bestimmter und im Feld ermittelter Lmax präsentiert. Der zweite Teil der Doktorarbeit zielte auf die Entwicklung und Analyse eines neuen dreidimensionalen, analytischen Models für eine finite, planare und über die komplette Mächtigkeit vorherrschende Quelle ab. Es konnte ein impliziter mathematischer Ausdruck zur Vorhersage von Lmax gewonnen werden. Die Analyse des Models wies darauf hin, dass maximale Lmax erreicht werden, wenn die Quelle eine annähernd quadratische Form aufweist. Der letzte Teil der Doktorarbeit diente der Weiterentwicklung des dreidimensionalen, analytischen Modells aus dem zweiten Teil durch die Entwicklung eines Ausdrucks für eine finite, planare Quelle, welche jedoch nur teilweise die Mächtigkeit des Grundwasserleiters kontaminiert. Für diese Arbeit wurde ein sehr einfacher numerischer Ansatz entwickelt, welcher die numerische Analyse der in dieser Arbeit berücksichtigten Szenarien nicht einfach nur erleichtert, sondern auch das Potential beinhaltet diesen auf komplexe, reaktive Transportszenarien im Untergrund anzuwenden. Abschließend kann gesagt werden, dass diese Arbeit erfolgreich zur Verringerung von Forschungslücken in der Problematik des Managements kontaminierter Standorte beigetragen hat.

Der Wandel der Industriegesellschaften von gestern hin zu Informationsgesellschaften ist allgemein bekannt. Die Anwendung moderner Kommunikationsmittel und neuer Technologien gehören bereits zum Alltag. Die Wichtigkeit von Geoinformationen als Wirtschaftsgut und Informationsressource ist in Politik und Gesellschaft ebenfalls angekommen. Das Geoinformationswesens stellt einen wachsenden Markt dar, der die Zukunft von Arbeit und Wohlstand zukünftig mit sichern kann. Der Aufbau der Geodateninfrastruktur im Freistaat Sachsen befindet sich noch am Anfang. Trotzdem sind bereits viele Aktivitäten im IT-Bereich durch eGovernment Projekte erfolgreich umgesetzt worden. Auch eine Vielzahl an Bestrebungen auf kommunaler Ebene haben den Prozess weiter voran gebracht. Durch die Gründung der gdi.initiative.sachsen ist eine weitere positive Entwicklung beim Aufbau der Geodateninfrastruktur in Sachsen möglich. Dem Hauptziel des einfachen Zugangs zu Geodaten und einem transparenten Geoinformationswesen kommt man schrittweise näher. Die Diplomarbeit gibt einen Überblick über das Geoinformationswesen und die vorhandenen Aktivitäten in Sachsen. Eine so umfassende Betrachtung des gesamten Bereiches lag bisher noch nicht vor. Die in der Aufgabenstellung geforderte detaillierte Datenerhebung konnte aufgrund des begrenzten, zeitlichen Umfangs nicht durchgeführt werden. Für diese ausstehende umfangreiche Ist-Erhebung beschreibt die Arbeit anzuwendende Methoden und nutzbare Datenquellen. Die Erstellung eines Portals des Geoinformationswesens in Sachsen und die Einbindung vorhandener Komponenten als Grundlage für eine umfassende Analyse sollte dabei Ziel sein. Die Diplomarbeit stellt somit die Diskussionsgrundlage für die weiteren Aktivitäten dar. Ein besonderes Augenmerk wurde auch auf vergleichbare Erhebungen anderer Bundesländer gelegt. Aus den Ergebnissen lassen sich Ziele und Thesen für die Untersuchungen im Freistaat Sachsen ableiten. Da eine detaillierte Ist-Analyse eine enge Kommunikation aller Akteure erfordert, würde automatisch der Aufbau einer Geodateninfrastruktur in Sachsen beflügelt. Darüber hinaus könnte die viel geforderte Transparenz des Geoinformationswesens und der Verwaltung Wirklichkeit werden. Die technischen und organisatorischen Voraussetzungen sind weitestgehend geschaffen, sodass dem erfolgreichen Aufbau einer Geodateninfrastruktur im Prinzip nichts entgegensteht.

Der Wasserdampfgehalt der Atmosphäre gehört zu den Hauptkontrolleuren des Treibhauseffektes und spielt eine Schlüsselrolle im globalen Energiekreislauf, wobei den Polargebieten als globale Wärmesenken eine besondere Bedeutung zukommt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde aus Messungen des Global Positioning System (GPS) der integrierte Wasserdampfgehalt innerhalb der letzten Dekade bestimmt und analysiert. Die Untersuchungen stützen sich auf die Reprozessierung eines aus 195 Stationen bestehenden globalen GPS-Netzes. Die aus den geschätzten GPS-Troposphärenparameter bestimmten Wasserdampf- zeitreihen wurden hinsichtlich Genauigkeit und Homogenität untersucht. Nach Korrektion der Inhomogenit äten ist es möglich, mit GPS mehrjährige Schwankungen im potenziellen Niederschlagswasser mit einer Genauigkeit besser als 0,3 mm Höhe der Wassersäule zu erfassen. Als Ergebnis der Untersuchungen zeigen sich in Europa und großen Teilen Nordamerikas Anomalien des Wasserdampfgehaltes im Bereich eines Millimeters, welche sich vor allem auf thermodynamische Effekte zurückführen lassen. In den Tropen und im Südosten der USA können die Wasserdampfanomalien 3 bis 5 mm betragen. Sie sind durch dynamische Prozesse bedingt, die mit der Südlichen Oszillation im Zusammenhang stehen. Eine Anwendung der aus GPS-Beobachtungen bestimmten Wasserdampfzeitreihen ist die Validierung des Wasserdampfes im globalen Wettervorhersagemodell des National Center for Environmental Predicton (NCEP). Über Europa und großen Teilen Nordamerikas reproduziert NCEP die Schwankungen des Wasserdampfgehaltes sehr gut und stellt damit eine gute Datengrundlage für ?ächendeckende Untersuchungen langfristiger Veränderungen im Wasserdampfgehalt dar. In der Antarktis und den Tropen wird jedoch das saisonale und mehrjährige Signal des Wasserdampfes von NCEP um 25% bis 40% unterschätzt. Als zweite Anwendung der GPS-Wasserdampfzeitreihen erfolgt die Validierung satellitenbasierter Radiometermessungen über der Antarktis. Sie zeigt eine gute Übereinstimmung der Wasserdampfwerte aus GPSund Radiometermessungen. Die im Rahmen dieser Arbeit aus GPS-Beobachtungen bestimmten Wasserdampfzeitreihen bilden eine sehr gute Datengrundlage für weitergehende Untersuchungen der Wetter- und Klimaforschung. / The atmospheric water vapour is one of the main variables controlling the greenhouse effect and it plays a crucial role in the global energy cycle. In this context the polar regions which act as global heat sinks are especially important. This study uses observations from the Global Positioning System (GPS) to investigate changes of the integrated atmospheric water vapour. It is based on a reprocessing of a global GPS network consisting of 195 stations. A strong emphasis was placed on the investigation of the accuracy and the homogeneity of the GPS derived water vapour time series. After correcting the inhomogeneities interannual ?uctuations in the precipitable water can be determined from GPS data with an accuracy of 0.3 mm in water column height. As a result, the interannual variations in the water vapour content are in the order of one millimetre over Europe and over large areas of North America. They are mainly related to thermodynamic effects. In the tropics and in the south east of the USA water vapour anomalies can reach 3 to 5 mm caused by dynamic processes connected to the Southern Oscillation. As one application of the estimated GPS water vapour time series a validation of water vapour from the global numerical weather prediction model of the National Center for Environmental Prediction (NCEP) was carried out. Over Europe and large parts of North America the seasonal signal and the interannual variations of the water vapour are very well reproduced by NCEP. Hence, in these regions NCEP presents a good database for area-wide investigations of long-term changes in the water vapour content. However, in Antarctica and in the Tropics the seasonal and also the interannual signals of the NCEP water vapour are strongly underestimated by 25% to 40%. A second application of the estimated GPS water vapour time series is the validation of satellite-based radiometer measurements over Antarctica. A good agreement was found between the water vapour derived from GPS and radiometer data. The water vapour time series estimated in this study provide a good basis for further weather and climate related investigations.

Dam failures and the following emptying of the reservoir are very seldom. But such catastrophes caused significant damages in the past. The related risk has to consider as high despite the high return period. The paper describes the development of hazard maps showing the dimension of inundation in the downstream region of the dam due to a potential failure. The needed data and possible used software for the dam break flood simulation were discussed. A dam break occurred in the catchment area of the Müglitz river in the Ore mountains during the flood 2002 is described. / Das Versagen einer Talsperre mit einer sich anschließenden Entleerung des Stauraumes ist sehr selten. Jedoch zogen solche Ereignisse in der Vergangenheit immer große Schäden nach sich, so dass trotz der geringen Eintrittswahrscheinlichkeit das Risiko als hoch einzuschätzen ist. Der Beitrag behandelt die Erstellung von Gefahrenkarten, die Auskunft darüber geben, wie groß die zu erwartende Überflutung infolge eines Bruches eines Absperrbauwerkes sein könnte. Dabei soll auf die zu ermittelnden Ausgangsdaten ebenso wie auf die zur Verfügung stehende Software zur Simulation der Ausbreitung von Talsperrenbruchwellen eingegangen werden. Als Fallbeispiel wird auf einen Dammbruch während des Hochwassers 2002 im Einzugsgebiet der Müglitz im Erzgebirge eingegangen.

In der vorliegenden Dissertation wurde die Eignung von Flechten als Biomonitor für die retrospektive Ermittlung der Luftqualität im Hinblick auf Spurenstoffe systematisch untersucht. Dazu wurde die ubiquitär verbreitete Krustenflechte Lecanora muralis ausgewählt und mit ihrer Hilfe der Einfluss von Lokalität, Probennahmehöhe und -position, Sammelmethodik, Präparationsmethodik, Wachstum etc. eingehend bearbeitet. Die Luftqualität in Nordrhein-Westfalen galt es als regionales Beispiel mit hochdifferenzierten Einflüssen zu charakterisieren. Hierfür wurden Flechten an ihren natürlichen Standorten gesammelt und auf die folgenden Elementgehalte analysiert (sog. passives Biomonitoring): Ag, As, Ba, Ce, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, Sn, Tl, V und Zn.

Die Standortsuche für geeignete Deponien stellt ein bedeutendes Lösungselement zur Krise der Abfallbeseitigung in einer Großstadt dar. Diese Arbeit erläutert die Verwendung der Landeignungsanalyse bei der Deponiestandortsuche. In dieser Arbeit wurde auch eine Methode der Eignungsanalyse eines Standortes für die mögliche Anlage einer Siedlungsabfalldeponie beschrieben.

Das Mahanadi-Rift liegt am Ostrand von Indien und wird innerhalb von Gondwana mit dem Lambert-Rift (Ostantarktika) korreliert. Es war Zielstellung der Arbeit, auf Grundlage einer Satellitenbildauswertung eine Analyse der strukturgeologischen Entwicklung im Umfeld des Riftes vorzunehmen. Ausgehend von der Satellitenbildinterpretation wurden neben strukturgeologischen Feldarbeiten, geochemische bzw. geochronologische Untersuchungen von basischen Gängen und Pseudotachyliten durchgeführt. Im Ergebnis konnte nachgewiesen werden, dass die während der Grenville-Orogenese angelegten Hauptstrukturelemente um 700 – 750 Ma in einem Extensionsfeld mit Intrusionen von Basiten reaktiviert wurden. Datierungen von Pseudotachyliten belegen semiduktile, panafrikanische Deformationen von 540 – 510 Ma, die vorrangig an WNW streichende Lineamente gebunden sind. Die Beckenanlage beginnt im Unteren Perm mit sinistraler Reaktivierung der North Orissa Boundary Fault. Die nachfolgende Beckenentwicklung bis zum Gondwanazerfall wird durch mehrphasige Extensions- und Kompressionsvorgänge mit variabler Orientierung des Spannungsfeldes bestimmt.

Der Yangtze Vorland Falten- und Überschiebungsgürtel befindet sich östlich und südlich des Qinling-Dabie Orogens. Die Faltenachsen dieses Falten- und Überschiebungsgürtels biegen von W nach E von ca. ESE-WNW in eine SW-NE Richtung um. Regionale Faltung entwickelte sich ab der Mitteltrias während der Frühphase der Exhumierung der Ultrahochdruck(UHP)-Gesteine des Qinling-Dabie Orogens. Paläospannungsanalyse zeigt faltungsbezogene NW-SE-Kontraktion an, die zwischen Mitteltrias und Mitteljura in eine (N)NE-(S)SW Transpression rotiert. Aufgrund der im wesentlichen zeitgleichen und gleichsinnigen Änderung der duktilen Streckungslineation im Orogen wird vorgeschlagen, dass die Exhumierung der UHP-Gesteine die triassisch-jurassische Vorlanddeformation maßgeblich bestimmt hat. Die Untersuchung der Sedimente im Gelände und mit dem Punktzählverfahren an Dünnschliffen, die Mikrosondenuntersuchungen an detritischen Hellglimmern sowie die Datierung detritischer Hellglimmer, Kalifeldspäte, Apatite und Zirkone mit der 40Ar/39Ar-Laserdatierungsmethode, der Spaltspurenmethode und der 207Pb/206Pb-Evaporationsmethode lieferte die folgenden Resultate: (1) Das Punktzählverfahren ergab, dass es sich bei den beprobten Sandsteinen überwiegend um Quarzarenite und Grauwacken handelt. (2) Die Provenanz-Analyse nach dem Punktzählverfahren ergab, dass überwiegend Wiederaufarbeitung orogenen Materials stattgefunden hat. (3) Triassisch-jurassische Hellglimmer dominieren in den meisten Proben und belegen das Dabie-Orogen als Hauptliefergebiet. (4) Einige Zirkon- und Hellglimmeralter deuten andererseits daraufhin, dass Liefergebiete südlich des Vorlandes (Cathaysia, Südchinesischer Faltengürtel) existiert haben. (5) Hellglimmeralter und Apatit-Spaltspurenalter belegen, dass die Sedimente in der frühen Kreide (120-130 Ma) bis ins stratigraphische Niveau der Mitteltrias auf über 400°C aufgeheizt wurden; das jurassische stratigraphische Niveau ist hingegen weniger stark aufgeheizt worden und verblieb zwischen 100° C und 400° C. Deshalb führt die Spaltspurendatierung von Apatiten, Zirkonen und Titaniten zu keinem Informationsgewinn hinsichtlich ihrer Provenanz. (6) Hohe Si-Gehalte (3,3-3,64 Si Atome pro Formeleinheit) und retrograde Zonierungen in den Hellglimmern belegen, dass HP- und UHP-Gesteine im Jura an der Oberfläche aufgeschlossen waren und erodiert wurden. Die 207Pb/206Pb Datierung von Einzelzirkonen des Yangtze Basements ergab drei Altersgruppen: 2.3-2.38 Ga, 2.03-1.96 Ga und 800-690 Ma. Während die zwei jüngeren Altersgruppen bekannten Ereignissen im Yangtze Kraton zuordbar sind, sind die ältesten Zirkone entweder diskordant-verjüngt oder belegen ein bis dato noch nicht bekanntes thermisch-tektonisches Ereignis im Yangtze Kraton. Ab dem oberen Jura lassen sich mehrere intraplattentektonische Reaktivierungen des Orogens und des Vorlandes nachweisen: In der frühen Kreide – und möglicherweise bereits im Oberjura – etablierte sich im Qinling-Dabie Orogen und im Vorland ein NW-SE orientiertes transtensionales Spannungsfeld. In diesem Spannungsfeld intrudierten kretazische Granitoide sowohl nördlich als auch südlich der triassischen Sutur ins Qinling-Dabie Basement und in die Vorlandsedimente. Diese magmatisch-vulkanische Aktivität ist deshalb wahrscheinlich nicht exhumierungsbezogen, sondern auf eine intraplattentektonische Reaktivierung des Orogens zurückzuführen. Diese thermisch-tektonische Reaktivierung, die das Dabie Basement auf über 300° C aufheizte, führte auch zur advektiven Aufheizung der triassisch-jurassischen Vorlandsedimente. Dieses Spannungsfeld war von ca. 145 Ma bis ca. 127 Ma aktiv. Die NW-SE Transtension wurde abgelöst durch NE-SW Transtension, die begleitet war von NW-SE Kontraktion, die zu offener Faltung der jurassischen Sedimente und Vulkanite führte. Im Qinling-Dabie Orogen hingegen lassen sich ausschließlich WNW streichende dextral-transtensive Blattverschiebungen mit assoziierten Pull-apart-Becken beobachten. Dieses Spannungsfeld war ab ca. 127 Ma aktiv und wird auf die Kollision des `West-Philippinen-Blocks´ in SE China zurückgeführt. Die meisten NNE streichenden Störungen in SE China waren zu dieser Zeit als sinistrale Blattverschiebungen aktiv. Das südlichste Segment der Tan-Lu Störung war erst nach der mittelkretazischen Wiederaufheizung des Dabie Basements seit ca. 90 Ma als Schrägabschiebung aktiv. Wahrscheinlich war aber das nördlich anschließende Segment in der frühen Kreide (ca. 140-120 Ma) kinematisch gekoppelt mit der Xiaotian-Mozitang-Störung am Nordrand des Dabie Orogens. Die Konturierung der Apatit-Spaltspurenalter aus dem Dabie und dem Vorland zeigt einen charakteristischen Wechsel des Abkühlungstrends um 75 +/- 5 Ma an, der mit einem Wechsel im Spannungsfeld korrelierbar ist: Die NE-SW Transtension wurde um ca. 75 Ma abgelöst durch NW-SE Transtension mit assoziierter NE-SW Kontraktion. Dieses Spannungsfeld war bis ins Eozän aktiv und korreliert mit der Ablagerung mächtiger Rotsedimente und der Bildung von Riftbecken in Ostchina. Tektonische Reaktivierung des Dabie Orogens aufgrund der Indien-Asien Kollision wird insbesondere aufgrund der zeitlichen Übereinstimmung mit den eozänen (55-40 Ma) Apatit-Spaltspurenaltern vorgeschlagen. Oligozäne Riftinversion wurde abgelöst durch miozäne NE-SW Extension und pliozäne bis rezente NW-SE Extension.

The present thesis focusses on two main issues: (i) the development of a multi-phase simulation tool for the characteristics of tight-gas reservoirs, and (ii) the investigation of advanced stimulation techniques. The latter mainly implies the analysis of certain damaging mechanisms, as well as the derivation of general modelling guidelines for fractured wells and underbalanced drilling. A special simulation tool is developed, realised in a Fortran-MATLAB coupling. The numerical model is based on the control-volume method with finite differences. It accounts for inertial non-Darcy effects, non-Newtonian fluid rheology and stress dependency of permeability via a simplified approach. The discretisation framework is fully unstructured, using the connection list approach and the common two-point flow stencil. Wells and boundary conditions can be handled very flexible in the code. Contrary to conventional treatment in simulators, wells are discretely included in the simulator. Inertial non-Darcy flow and stress dependency of reservoir permeability are shown to affect the accuracy of simulation models, despite low gas rates. Considering a realistic scenario, with non-Darcy flow and permeability (stress) dependent non-Darcy flow coefficients, stress dependency of reservoir permeability and fracture closure, a total reduction of 40 % is possible in a 10 year production period under realistic conditions. New type-curves are presented for non-Darcy flow in fracture and reservoir, allowing for the determination of non-Darcy flow related parameters. The stress sensitivity of tight-gas rocks is crucial when simulating such reservoirs. The stress dependency of the reservoir permeability impacts the productivity to a much higher degree than the fracture closure. A two-phase model is presented for the simulation of cleanup processes in terms of load water recovery. The fracturing fluid is treated as the water phase. The load water, causing hydraulic damage, hardly curtails productivity. To get considerable reductions in productivity, permeability in the fracture vicinity needs to be severely impaired. Due to the flow pattern, fractured wells are generally less sensitive against near wellbore damage than radial wells. An enhanced three-phase cleanup model is presented for the investigations of the polymer gel cleanup, incorporating a yield power law rheology (the Herschel-Bulkley model). The combined occurrence of loadwater recovery including capillary forces and the gel cleanup, are investigated for the first time. First results indicate that both processes are only weakly coupled. A new simulation methodology is presented to investigate underbalanced drilling, taking into account multi-phase reservoir flow with capillary forces. A sensitivity analysis points out that the degree of water encroachment is the key factor for a successful UBD operation. Countercurrent imbibition, causing water encroachment is also analysed. Hydraulic damage turns out to be far more pronounced in tight-gas formations.