Das Absinken der Flusssohle infolge von Sohlenerosion kann gravierende wasserwirtschaftliche und ökologische Folgen haben. Zur Verhinderung der Sohlenerosion werden kegelförmige, über Seile mit der Flusssohle verbundene Schwimmkörper vorgeschlagen, welche bei Hochwasser aufschwimmen, dabei aber größtenteils getaucht bleiben. Sie verursachen qua Strömungswiderstand
einen Aufstau, durch welchen das Gefälle der Energielinie und damit die Schleppspannung an der Flusssohle verringert wird. Durch eine geeignete Wahl von Größe, Form, Anzahl und Anordnung der Widerstandskörper lässt sich das Energieliniengefälle an den lokalen Bedarf anpassen - ohne Nachteile für die Ökologie. Der Hochwasserspiegel wird nur wenig erhöht, die
Baukosten sind niedrig zu veranschlagen.
Viele ausgebaute Flüsse tiefen sich aufgrund einer Sohlenerosion ein und zwar meist so langsam, dass es erst über längere Zeiträume auffällt. In der ausgebauten Iller allerdings schreitet die Sohlenerosion während Hochwasserabflüssen bisweilen sehr rasch voran, weil zum einen die Schleppkraft aufgrund der großen Fließtiefe sehr hoch ist, was zum Abtransport des Kieses führt, zum anderen weil vom Gebirge her kein Geschiebe mehr nachkommt. Das damit verbundene Absinken des Grundwasserspiegels hat die Degradation des Auwalds sowie den Leistungsabfall der im Tal gelegenen Brunnen zur Folge. Das Beispiel zeigt, dass der Verhinderung der Sohlenerosion wachsende Bedeutung zukommt. Im Folgenden wird ein neues Werkzeug zur Verhinderung der Sohlenerosion vorgeschlagen.
Die natürlichste Lösung, die erhebliche Verbreiterung des Flussbetts, scheitert in aller Regel am Grunderwerb. Als technische Mittel, die Sohlenerosion zu verhindern, stehen bislang nur die ökologisch problematischen hohen Wehre und Rauen Rampen sowie das erst wenig erprobte und nicht überall einsetzbare Offene Deckwerk zur Verfügung. Soweit bekannt, wurden weder die V-Rampe noch das Hydrodynamische Stauwehr bislang realisiert.
Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH | |
Quelle: | Wasserwirtschaft - Heft 04 (April 2021) | |
Seiten: | 2 | |
Preis inkl. MwSt.: | € 10,90 | |
Autor: | Dr.-Ing. Ottfried Arnold | |
Artikel weiterleiten | In den Warenkorb legen | Artikel kommentieren |
Ethohydraulische Laborversuche zum Abstieg von Fischen in beschleunigten Strömungen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2022)
Im BMBF-Verbundprojekt RETERO werden innovative Monitoring- und Prognosemethoden zur Fischschädigung bei der Passage von Wasserkraftanlagen entwickelt und implementiert. Ein Hauptziel ist es, Tierversuche zur Abschätzung des Schädigungsrisikos von Fischen signifikant zu reduzieren und langfristig vollständig zu ersetzen. Am Hubert-Engels-Labor der TU Dresden wurden in Zusammenarbeit mit dem IGF Jena ethohydraulische Grundlagen zum Verhalten von Fischen in beschleunigten Strömungen geschaffen, wie diese in Turbineneinläufen vorzufinden sind. Diese Erkenntnisse liefern den Verbundpartnern des Projekts eine fundierte Grundlage z. B. zur Entwicklung eines autonomen Roboterfisches zur Schädigungsprognose und der Entwicklung softwarebasierter Schadensprognosemodelle.
Stauraumverlandung von Hochgebirgstauseen: Experimentelle Modellversuche
mit Mischungen aus Kunststoffgranulat und Sand
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
In Hochgebirgsstauseen erfolgt der Sedimenteintrag aus Einzugsgebieten, die durch Vegetationsmangel geprägt sind und dadurch bei Extremereignissen stark erodiert werden. Das eingetragene Sediment ist oftmals eine Mischung aus Kies und Sand sowie kleineren Anteilen aus Schluffen und Tonen. Der Kies wird als Geschiebe transportiert und bildet am oberen Teil des Stausees einen
deltaförmigen Transportkörper, der im Stausee langsam zur Talsperre wandert. Der Sand wird überwiegend in Suspension transportiert und bei den vornehmlich kleineren Stauräumen bis hin zum Absperrbauwerk abgelagert. Der Sedimenteintrag verringert den Stauraum z. T. deutlich. Da Kies im Wesentlichen als Geschiebe und Sand primär als Suspension in den Stauraum eingetragen werden, müssen diese morphodynamischen Prozesse im physikalischen Modell unterschiedlich betrachtet werden. Im Rahmen von zwei Consulting-Projekten an Talsperren in Chile wurden morphodynamische Experimente für Stauräume durchgeführt mit dem Ziel, die Stauraumverlandung durch eingetragenes Sediment aus Kies und Sand zu reduzieren. Als Modellsediment wurde eine Mischung aus Sand und Kunststoffgranulat verwendet. Die Ergebnisse zeigten, dass mit den getesteten innovativen Verfahren im physikalischen Modell die Baggerungen im Stausee deutlich reduziert werden konnten.
Verbesserung des Prozessverständnisses der Kraftwerkspassage von Aalen durch neuartige Ansätze
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2020)
Die Passage einer Wasserkraftanlage kann bei abwärts wandernden Fischen zu schweren Schäden führen, welche beispielsweise durch Rechen und Bypässe, fischangepasstes Turbinenmanagement und fischangepasste Turbinen reduziert werden können. Es werden zwei Ansätze dargestellt, die das Prozessverständnis während der Kraftwerkspassage verbessern können. Beide Ansätze bieten die Möglichkeit, die Auswirkungen von Wasserkraftanlagen auf abwandernde Aale besser zu verstehen
und diese in der Bemessung und Planung von Wasserbauwerken zu berücksichtigen.
Funktionskontrolle einer Fischaufstiegs und einer Wasserkraftschnecke
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2023)
Die Allgäuer Kraftwerke GmbH (AKW) betreibt an der Ostrach seit 1897 das Kraftwerk (KW) Hinterstein, ein 210-kW-Ausleitungskraftwerk mit Druckrohrleitung und Diagonalturbine. Für den Betrieb werden an der Wehranlage Hinterstein bis zu 2,5 m³/s entnommen. Im Rahmen einer energetischen und ökologischen Sanierung der Wehranlage wurde das Restwasserkraftwerk Konrad Zuse errichtet.
BfG-Projekt Smart Fish Counter: Automatisierte Bewertung von Art, Größe und Migrationsverhalten durch Künstliche Intelligenz
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2023)
Die Herstellung der Durchgängigkeit zur Erreichung der Ziele der WRRL nach Wasserhaushaltsgesetz (WHG) § 34 an den Bundeswasserstraßen (BWaStr) ist seit dem Jahr 2010 neue gesetzliche Verpflichtung und hoch prioritäre Aufgabe der Wasserstraßenschifffahrtverwaltung (WSV). Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) und die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) sind zudem in alle Planungen und Schritte der WSV zur ökologischen Durchgängigkeit einzubeziehen. Sie gewährleisten die Fachberatung hinsichtlich ökologischer, hydraulischer und verfahrenstechnischer Fragestellungen.