Versuchsbetrieb mit Sedimentmischungen aus Kunststoffgranulaten
In gegenständlichen morphologischen Flussmodellen wird das Natursediment häufig durch Kunststoffgranulate nachgebildet. Für den Umgang mit homogenem Material liegen gute Erfahrungen zum Laboralltag vor. Neuerdings werden Flussmodelle zur Nachbildung weitgestufter
Kornverteilungen mit Mischungen aus Granulaten unterschiedlicher Dichte betrieben. Dazu sind neue Verfahren und Geräte für das Wasserbaulabor zu entwickeln. Optische Verfahren können für eine Überprüfung der Mischungsverhältnisse verwendet werden. Die Vermessung der Modelltopographien stellte ein ungeahntes Problem dar, da die gängigen Laserscanner nicht in der erforderlichen Genauigkeit bei halbtransparenten Kunststoffen arbeiten, so dass photogrammetrische Methoden besser geeignet sind. Die verwendeten Sedimentmischungen müssen nach einem Versuch wieder getrennt werden. Ein modifizierter Gegenstrom-Sichter wurde entwickelt, welcher die Kunststoffgranulate mit einer hohen Trennschärfe separieren kann.
Korngrößen unter 0,5 mm, die aus der geometrischen Skalierung von Natur- auf Modellmaßstäbe entstehen würden, sind modelltechnisch schwer einsetzbar. Bei einem Modellmaßstab von 1:50 wäre ein 5 mm großes Kies-Korn bei einer geometrischen Skalierung im Modell lediglich 0,1 mm groß, Sand wäre entsprechend noch viel feiner im Modell. Kies und Sandmischungen lassen sich daher in Modellen nicht direkt über die Korngröße skalieren. Neben praktischer Handhabbarkeit (Pumpkreisläufe würden
schnell verschlammen, das Material wäre schwer zu separieren etc.) verändern sich auch die physikalischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die Adhäsionskräfte, der Körner bei zu kleinem Korndurchmesser. Somit wären letztendlich die naturähnlichen Geschiebetransportvorgänge nicht mehr gegeben.
Eine dichtebasierte Skalierung des Naturgeschiebes ermöglicht im Labor handhabbare Korngrößen bei naturähnlichen Nachbildungen von Geschiebetransportvorgängen. Die Skalierung von Kunststoffen hat sich bereits langjährig bewährt.
Aufgrund der Maßstabsverhältnisse und labortechnischen Limitationen werden überwiegend Kunststoffe mit einer Dichte zwischen 1,05 g/cm³ und 1,7 g/cm³ verwendet als Ersatz für das natürliche Geschiebe mit einer Dichte von 2,65 g/cm³. Neu ist, dass für die Nachbildung von Sieblinien Mischungen aus unterschiedlichen Kunststoffen mit unterschiedlichen Dichten verwendet werden, die über ihre jeweiligen Transporteigenschaften die natürliche Sieblinie abbilden.
| Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH | |
| Quelle: | Wasserwirtschaft - Heft 05 (Mai 2021) | |
| Seiten: | 8 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 10,90 | |
| Autor: | B. Sc. Michael Akstaller  Dipl.-Ing. Bernd Hentschel | |
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