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Hamburg, 14. Juni 2016
Vom Projekt zur Aufgabe
Dr. Frank Kösters
BAW Kolloquium
Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI
Wasserbau im Küstenbereich
www.baw.de |
1. Neues Auftragsmanagement
2. Übersicht laufender Arbeiten für
GDWS und WSV
• Projektportfolio
• Beispiele
Projekte und Aufgaben
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
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14.6.2016
Projekte aus dem Bundesverkehrswegeplan-
Entwurf für die Bundeswasserstraßen
fest disponiert / laufend
vordringlicher Bedarf
Projekte
z.B. auf Grundlage des
Bundesverkehrswegeplans
- Beseitigung von Engpässen im
Kernnetz bis 2030 („Ausbauvorhaben“)
Aufgaben
z.B. im Rahmen der Beratung der WSV
- Sedimentmanagement Elbe
- Masterplan Ems 2050
Vielzahl von Projekten und
Beratungsaufgaben der BAW für die WSV
und das BMVI
www.baw.de |
Auftragsmanagement - Neukonzeption
Quelle: BAW (2016): Das neue Auftragsmanagement der BAW - Hintergrund und praktische Bedeutung für die WSV, verfügbar im WSV
Intranet
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 3 14.6.2016
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Auftragsmanagement - Auftragsliste der BAW (K2 / K3)
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 4 14.6.2016
www.baw.de |
Laufende WSV-
Aufträge der BAW
Referate K2 und K3 mit
Aufwandsschätzung für
2015 / 2016
Nicht enthalten sind
u.a. FuE Aufträge und
Drittmittelprojekte
Auftragsmanagement - Auftragsliste der BAW (K2 / K3)
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 5 14.6.2016
Auftragsnr. BAW SAP-Kurztext BAW Aufwand
B3955.02.10.10048 Weser: PFV Außen- und Unterweser 11908.96
B3955.02.33.10159 Elbe: WSS - Addierte Begegnungsbreiten 5636.83
B3955.03.10.10217 Elbe: Zusatzuntersuchung Verf. BVerwG 3657.65
B3955.03.10.10208 Ems: Außenemsvertiefung 2112.5
B3955.03.12.10234 Ems: Masterplan 2050 2587.15
B3955.02.33.10127 Elbe: Tidefahrplan - Validierung 2315.3
B3955.03.10.10222 Elbe: Dialogprozess 1386.82
B3955.02.33.10104 WSS: Schiffsführungssimulation
B3955.03.10.10218 Trave: Aufbau Strandwallinsel Priwall
B3955.02.12.10087 WSS: Beratung schiffsdyn. Untersuchungen
B3955.03.12.10224 Helgo: Voruntersuchung wg. Hafenunruhe
B3955.02.12.10165 Eider: Beratung Uferschutz
B3955.03.05.10219 Systemzustände für WSV-Gewässerkunde
B3955.03.06.10000 Elbe: Baggergutunterbringung
B3955.02.33.10175 WSS: Hydrodynamik Seelotsen-Fortbildung
B3955.02.33.10167 Elbe: Lotsenanleger Brunsbüttel
B3955.02.10.10106 NOK Oststrecke - Beratung im PFV
B3955.02.33.10168 Elbe: Beweissicherung FAP
B3955.02.12.10131 WSS: QS Seelotsenaus- und fortbildung
B3955.02.12.10125 WSS: Havariekommando: Beratung SFS
B3955.02.10.10145 Seekanal Warnemünde - Umweltuntersuchung
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Beratung und Gutachten für große Bauvorhaben
Beratung im Rahmen der Unterhaltung
Beratung für Bauwerke und Strombau
Durchführung / Begleitung von Sondermessungen
Beratung zur Leichtigkeit des Schiffsverkehrs
Beratung zur Sicherheit des Schiffsverkehrs
Projekte im Rahmen von Forschung und Entwicklung
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 6 14.6.2016
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Beratung und Gutachten für große Bauvorhaben, z.B.
- Wasserbauliche Gutachten für die Engpassbeseitigung
(„Ausbauvorhaben“) für Elbe, Weser, Ems, NOK, Seekanal
Rostock-Warnemünde
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 7 14.6.2016
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Engpassbeseitigung – Übersicht aktueller Vorhaben
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 8
Hintergrundkarte zeigt die Schiffsdichte auf Basis von AIS-Signalen, Quelle: GeoSeaPortal, BSH
14.6.2016
Hamburg
Bremen
Bremerhaven
Emden
Ems Weser
Elbe
NOK Rostock
Fahrrinnenanpassung
Unter- und Außenelbe
Fahrrinnenanpassung
Unter- und Außenweser
Vertiefung Außenems
bis Emden
Ausbau Oststrecke
NOK
JadeWeserPort
Offshore Terminal
Bremerhaven
Seekanal Rostock
Warnemünde
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Engpassbeseitigung – Übersicht aktueller Vorhaben
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 9 14.6.2016
Zeitplan
Plangenehmigungsverfahren – Maßnahme
Projektstart (URE/Machbarkeit) Scoping
BAW Gutachten Erörterung PFB
Um-setzung
Beweis-sicherung
Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe 2000 2004 2006 2009 2012 Baustopp ab 2014
Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenweser 1997 2004 2006 2007 2011 Baustopp
- Heilung des Verfahrens ab 2014
Vertiefung der Außenems bis Emden 2008 2012
Ausbau der Oststrecke des NOK 2004 2007 2009 2010 2013 ab 2015 ab 2016
Ausbau des Seekanals Warnemünde 2010 2014 ab 2015
JadeWeserPort (Drittauftrag für Niedersachsen) 1999 2002 2003 2004 2007 ab 2008 ab 2008
OffshoreTerminal Bremerhaven (Drittauftrag für Bremen) 2010 2012 2012 2014 2015 Baustopp
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Engpassbeseitigung - Arbeitsgrundlagen
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 10 14.6.2016
FuE
Arbeitsgrundlagen
BAW Aufgabe
WSV Projekt Bewertung abiotischer
Systemparameter
Aufbau num. Modelle (Wasserbauliche Systemstudien)
Gewässerkundliche Berichte /
Sondermessungen
Forschungsprojekte und -kooperationen
Leistungsfähige und aktuelle Methoden
Forschungsprojekte und -kooperationen
Aufbau physikalischer Modelle
(Schiffswellen)
Leistungsfähige Infrastruktur und
Messsysteme
Forschungsprojekte und -kooperationen
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Beratung und Gutachten für große Bauvorhaben, z.B.
- Wasserbauliche Gutachten für die Engpassbeseitigung
(„Ausbauvorhaben“) für Elbe, Weser, Ems, NOK, Seekanal
Rostock-Warnemünde Dr.-Ing. A. Zorndt, Dr. G. Herrling (Marum): Untersuchungen zu Sedimenttransport und
Morphodynamik im Rahmen der FAP von Unter- und Außenweser
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 11 14.6.2016
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Beratung und Gutachten für große Bauvorhaben, z.B.
- Wasserbauliche Gutachten für die Engpassbeseitigung
(„Ausbauvorhaben“) für Elbe, Weser, Ems, NOK, Seekanal
Rostock-Warnemünde Dr.-Ing. A. Zorndt, Dr. G. Herrling (Marum): Untersuchungen zu Sedimenttransport und
Morphodynamik im Rahmen der FAP von Unter- und Außenweser
Beratung im Rahmen der Unterhaltung, z.B.
- Wasserbauliche Systemstudien für das Sedimentmanagement
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 12 14.6.2016
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Intensität des großräumigen
Sedimenttransports (Farben:
rot hoch - blau gering),
Richtung des Transports
(Vektoren) und Transportpfade
(Linien)
Deutsche Bucht ist ein Netto-
Depositionsbereich,
Größenordnung 30 Mt/a
(entspricht ca.19 Mio. m³/a)
Unterhaltung – Großräumiger Sedimenttransport
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 13
(siehe Milbradt, Putzar, Kösters, Plüß (2015): Analyse des Sedimenttransports und der
Morphodynamik in der Deutschen Bucht auf Basis des Multi-Modell-Ansatzes, Die Küste
83, 147-165)
14.6.2016
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Unterhaltung – Großräumiger Sedimenttransport
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 14
(siehe Kösters, Putzar, Milbradt, Plüß (2014): Aufbau eines morphodynamischen Simulationsmodells für die Deutsche Bucht zur
Abschätzung von Sedimenttransportwegen und –mengen, 13. Gewässermorphologisches Kolloquium)
14.6.2016
Korrelation von modellierter Netto-Deposition und Dauer hoher Windgeschwindigkeit
zeigt Einfluss von Randbedingungen Ein Faktor für Prognose der Unterhaltung?
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www.baw.de |
Beratung und Gutachten für große Bauvorhaben, z.B.
- Wasserbauliche Gutachten für die Engpassbeseitigung
(„Ausbauvorhaben“) für Elbe, Weser, Ems, NOK, Seekanal
Rostock-Warnemünde Dr.-Ing. A. Zorndt, Dr. G. Herrling (Marum): Untersuchungen zu Sedimenttransport und
Morphodynamik im Rahmen der FAP von Unter- und Außenweser
Beratung im Rahmen der Unterhaltung, z.B.
- Wasserbauliche Systemstudien für das Sedimentmanagement Dr.-Ing. H. Weilbeer: Einsichten in die Auswirkungen verschiedener Handlungsoptionen
des Sedimentmanagements
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 15 14.6.2016
www.baw.de |
Beratung und Gutachten für große Bauvorhaben, z.B.
- Wasserbauliche Gutachten für die Engpassbeseitigung
(„Ausbauvorhaben“) für Elbe, Weser, Ems, NOK, Seekanal
Rostock-Warnemünde Dr.-Ing. A. Zorndt, Dr. G. Herrling (Marum): Untersuchungen zu Sedimenttransport und
Morphodynamik im Rahmen der FAP von Unter- und Außenweser
Beratung im Rahmen der Unterhaltung, z.B.
- Wasserbauliche Systemstudien für das Sedimentmanagement Dr.-Ing. H. Weilbeer: Einsichten in die Auswirkungen verschiedener Handlungsoptionen
des Sedimentmanagements
Beratung für Bauwerke und Strombau, z.B.
- Optimierte Steuerung des Emssperrwerks (Ems 2050)
- Erfassung und Bewertung der Belastung von Strombauwerken
(Wechselwirkung Seeschiff-Seeschifffahrtsstraße)
- Maßnahmen zur Instandsetzung des Uferschutz
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 16 14.6.2016
www.baw.de | 14.6.2016
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 17
Wechselwirkung Seeschiff-Seeschifffahrtsstraße
1) Schiffserzeugte Belastung auf das Ufer und Bauwerke
2) Schiffserzeugte Belastung auf die Sohle
3) Schiffsdynamik (Revierfahrt mit Tiefen- und Breitenbegrenzung)
4) Interaktion Schiff – Schiff
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Hauptziel
- Entwicklung und fachwissenschaftliche
Absicherung von probabilistischen
Bemessungsansätzen für
Seeschifffahrtsstraßen
Untersuchungsziele
- Analyse der Schadensentwicklung aus
dem laufenden Monitoring Juelssand
- Ergänzung der Datenbasis durch
großmaßstäbliche Modellversuche
- Ableitung von Bemessungshinweisen
Probabilistische Bemessung von Strombauwerken
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 18 14.6.2016
Monitoring der Schadensentwicklung von Buhnen im
Bereich Juelssand mittels Laserscannings
(siehe: Gätje, B.; Uliczka, K. (2015): Wechselwirkung Seeschiff /
Seeschifffahrtsstraße: Pilotprojekt zur Stabilität von optimierten
Strombauwerken im Unterelbeabschnitt Juelssand, BAW Kolloquium,
Hamburg)
Kooperationspartner:
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Durchführung / Begleitung von Sondermessungen, z.B.
- Validierungsdaten im Rahmen der Messkampagne „Ems 2015“
- Beweissicherung Elbe
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 19 14.6.2016
www.baw.de | 14.6.2016
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 20
Sondermessungen – Ems 2015
Strömung (vxyz)
Backscatter
Durchfluss
𝐯
Tiefenprofil /
Grenzschichten
Temperatur
Salz
Trübung
Wasserproben
www.baw.de | 14.6.2016
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 21
Sondermessungen – Ems 2015
EMDEN
LEER
WEHR HERBRUM
RHEDE
WEENER
JEMGUM
GANDERSUM
PAPENBURG
POGUM
Durchfluss q
m3/s
Wasserstand NHN
m
28.06.:Gandersum / Rhede 30.06.:Gandersum / Weener
02.07.:Gandersum / Jemgum 04.07.:Gandersum / Pogum
Quelle: Maushake (2016): Messbericht zur Messkampagne Ems 2015, in prep.
qF-E= -0,59 Mio. m³ qF-E= +1,17 Mio. m³
qF-E= +0,43 Mio. m³ qF-E= -1,80 Mio. m³
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Durchführung / Begleitung von Sondermessungen, z.B.
- Validierungsdaten im Rahmen der Messkampagne „Ems 2015“
- Beweissicherung Elbe
Beratung zur Leichtigkeit des Schiffsverkehrs, z.B.
- Beiträge zur optimierten Befahrbarkeit wie Tidefahrplan Elbe und
addierte Begegnungsbreiten
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 22 14.6.2016
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Tidefahrplan – Hintergrund
Ziel der Untersuchung
- Programm Tidefahrplan Elbe zur Berechnung von:
zulässigen tideunabhängige Tiefgängen
zulässigen tideabhängige Tiefgängen
Zeitfenstern in denen Schiffe die Unter- und
Außenelbe sicher befahren können
- Validierung der Berechnungsansätze und
Parameter der Wasserstraße und des dynamischen
Fahrverhaltens für
die aktuelle Schiffsflotte und
gegenwärtige Revierverhältnisse
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 23 14.6.2016
siehe auch: http://www.mashcon2016.baw.de
www.baw.de |
Tidefahrplan - Ausgewählte Ergebnisse
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 24
Gemessener Squat (Heck) für C396 und C400 im Vergleich zur Geschwindigkeit durchs Wasser
14.6.2016
Quelle: Behm, J., Jansch, H. (2015): Anforderung der Seeschifffahrt - Optimale Nutzung der Bundeswasserstraße Elbe, BAW Kolloquium,
Hamburg
www.baw.de |
Durchführung / Begleitung von Sondermessungen, z.B.
- Validierungsdaten im Rahmen der Messkampagne „Ems 2015“
- Beweissicherung Elbe
Beratung zur Leichtigkeit des Schiffsverkehrs, z.B.
- Beiträge zur optimierten Befahrbarkeit wie Tidefahrplan Elbe und
addierte Begegnungsbreiten
Beratung zur Sicherheit des Schiffsverkehrs, z.B.
- Anpassung der Schiffsführungssimulation für den Bereich des
Flachwassers Dr.-Ing. Carl-Uwe Böttner: Schiffsführungssimulation an der Küste
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 25 14.6.2016
www.baw.de |
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 26 14.6.2016
Projekte im Rahmen von Forschung und Entwicklung, z.B.
- Forschung zu neuen Prozessbeschreibungen und Abbildung in
numerischen Simulationsmodellen Dr. L. Nickelsen, Dr.-Ing. M. H. Nasermoaddeli: Berücksichtigung von
biogeochemischen und biologischen Effekten auf den Sedimenttransport
www.baw.de |
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 27 14.6.2016
Projekte im Rahmen von Forschung und Entwicklung, z.B.
- Forschung zu neuen Prozessbeschreibungen und Abbildung in
numerischen Simulationsmodellen Dr. L. Nickelsen, Dr.-Ing. M. H. Nasermoaddeli: Berücksichtigung von
biogeochemischen und biologischen Effekten auf den Sedimenttransport
- Kontinuierliche Methodenentwicklung:
Aktualisierung der numerischen Simulationsmodelle der
Hydrodynamik und des Sedimenttransports
Auch: Ergänzung physikalischer Modellversuche durch
numerische Methoden
www.baw.de |
Bestimmung der Schiffsdynamik (Squat
und Trimm) im physikalischen Modell und
numerischen Modell
- Ein Teil der zu untersuchenden
Varianten wird mit CFD Methoden
untersucht (parallele Bearbeitung)
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 28
FuE – Schiffsdynamik Methodenergänzung CFD
14.6.2016
Squat:
vertikale Höhenänderung mit dem Primärwellen-System
Messung des Squats im Flachwasserbecken der
BAW-DH (experimental fluid dynamics, EFD)
Berechnung des Squats im numerischen Modell
(computational fluid dynamics, CFD)
www.baw.de |
CFD kann heute in Teilbereichen zur Entlastung der in Projekten häufig
zeitkritischen physikalischen Modellversuche eingesetzt werden
Methodenentwicklung als Beitrag zur effizienten Projektbearbeitung
FuE – Schiffsdynamik Methodenergänzung CFD
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 29 14.6.2016
(siehe Kastens (2015) Numerische Simulation der Schiffsdynamik, BAW Aktuell (2015-02))
www.baw.de |
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 30 14.6.2016
Projekte im Rahmen von Forschung und Entwicklung, z.B.
- Forschung zu neuen Prozessbeschreibungen und Abbildung in
numerischen Simulationsmodellen Dr. L. Nickelsen, Dr.-Ing. M. H. Nasermoaddeli: Berücksichtigung von
biogeochemischen und biologischen Effekten auf den Sedimenttransport
- Kontinuierliche Methodenentwicklung:
Aktualisierung der numerischen Simulationsmodelle der
Hydrodynamik und des Sedimenttransports
Auch: Ergänzung physikalischer Modellversuche durch
numerische Methoden
- Entwicklung von Anpassungsoptionen im Hinblick auf den
Klimawandel Dr. N. Winkel: BMVI Expertennetzwerk
www.baw.de |
Beratung und Gutachten für große Bauvorhaben
Beratung im Rahmen der Unterhaltung
Beratung für Bauwerke und Strombau
Durchführung / Begleitung von Sondermessungen
Beratung zur Leichtigkeit des Schiffsverkehrs
Beratung zur Sicherheit des Schiffsverkehrs
Projekte im Rahmen von Forschung und Entwicklung
Projektportfolio
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 31 14.6.2016
www.baw.de |
Transparente Bearbeitung von Aufträgen der GDWS / WSV (z.B. neues
Auftragsmanagement)
Langfristige Auslastung der Bearbeitungskapazität der BAW (z.B. BVWP 2030)
Projekte der Engpassbeseitigung sind von der GDWS priorisiert, weitere wichtige
Beratungsaufgaben müssen dennoch wahrgenommen (z.B. Sedimentmanagement,
Leichtigkeit und Sicherheit der Schifffahrt) werden
Aufgaben haben sich kontinuierlich erweitert, z.B. durch Einführung neuer Methoden
(z.B. Beteiligungsprozesse, Schiffsführungssimulation, auch: Rechtsprechung)
Optimaler Einsatz und Weiterentwicklung der Methoden für effiziente Bearbeitung
notwendig, dazu zielgerichtete
- interne FuE-Vorhaben
- Vergaben und Kooperationen mit Forschungseinrichtungen /
Universitäten sowie Ingenieurbüros
- Annahme von Drittaufträgen, wenn unmittelbarer Nutzen für die WSV, erhöht eigene
kritische Masse und ermöglicht Handlungsfähigkeit (z.B. Kooperation HPA)
Fazit
Vom Projekt zur Aufgabe - Beratungsvielfalt der BAW für WSV und BMVI | Frank Kösters
Seite 32 14.6.2016
Volumen ca. 2 Mio. EUR / a
für BAW-DH
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