Wasserwirtschaft 6 / 2012
| Ein Wasserkraft-Projekt der absoluten Superlative Dipl. Ing. Oscar Gonzáles Höchste Anforderungen an Technik, Logistik und Know-how: Andritz Hydro in Ravensburg stattet die drittgrößte Wasserkraftanlage der Welt – Guri II in Simón BolÃvar in Venezuela – mit den drei größten Turbinenlaufrädern aus, die jemals in Deutschland gebaut wurden. Der Auftrag für das Projekt erfolgte im Jahr 2006, die Arbeiten erstrecken sich über mehrere Jahre. Die erste Turbine wurde bereits ausgeliefert, im Juli 2011 in Betrieb genommen und liefert inzwischen Strom. Auch an der zweiten Maschine, die schon im Vorjahr in Venezuela eingetroffen ist, laufen derzeit die Arbeiten. In Kürze soll in Ravensburg die Fertigung des dritten Laufrades beginnen. |
| Forschung und Praxis in der bayerischen Wasserwirtschaft – Integrale Wildbach-Entwicklungskonzepte und Gedanken zur numerischen Modellierung Prof. Dr.-Ing. Martin Grambow, Dr.-Ing. Tobias Hafner, Dr.-Ing. Andreas Rimböck Zwanzig Jahre nach Rio wachst das Bewusstsein, dass die zukünftige Ausrichtung unseres Handelns von neuen Regeln der Nachhaltigkeit bestimmt sein muss. Es stellt sich die komplexe gesellschaftliche Frage, wie wir allgemeine Ressourcen sparen und gleichzeitig die Stabilität unserer empfindlichen Zivilisationssysteme erhöhen konnen. Dieser Artikel zeigt, wie sich dieser Thematik in der Gewässerunterhaltung mit einem Forschungsvorhaben angenommen wird. Zur Nachhaltigkeit gehört auch, ein optimaler Einsatz von Forschungsanstrengungen sowie eine bestmögliche Vernetzung von Forschung und Praxis. Probleme in diesem Bereich werden am Beispiel numerischer Modellierung beleuchtet. |
| Modellversuche zur Verklausung von Hochwasserentlastungsanlagen mit Schwemmholz Dr.-Ing. Arnd Hartlieb Verklausungen von Hochwasserentlastungsanlagen mit Schwemmholz stellen ein gravierendes Sicherheitsproblem für Talsperren dar. Der Beitrag fasst die Ergebnisse von systematischen und großmaßstäblichen Modellversuchen zur Wahrscheinlichkeit, zum Prozess und zur Form von Verklausungen an Hochwasserentlastungsanlagen sowie deren Auswirkung auf die Abflussleistung zusammen. Die Umsetzung ähnlicher Versuchsergebnisse in die Praxis wird am Beispiel eines inzwischen errichteten Schwemmholzrechens an einer Hochwasserentlastungsanlage gezeigt. |
| Einsatz der Quelltermmethode bei Hochwasserschutzkonzeptionen im ländlichen Raum Dipl.-Ing. Carsten Lange, Prof. Dr.-Ing. Reinhard Hinkelmann, Dipl.-Ing. Martin Lindenberg, Dipl.-Ing. Tim Fröhlich Für ein ca. 50 km² großes Einzugsgebiet mit mehreren Ortschaften und kleinen Gewässer mit einer Länge von ca. 55 km wurde im Rahmen einer Hochwasserschutzkonzeption ein hydronumerisches 2-D-Modell angewendet, um die Auswirkungen von Hochwasserereignissen zu simulieren. Anstatt die Zuflüsse für einzelne Gewässerabschnitte mit einem N-A-Modell zu ermitteln, erfolgte die Simulation der Abflussbildung flächig an den einzelnen Modellknotenpunkten durch aktivierte Quellterme direkt im 2-D-Modell. Basierend auf einem 100-jährlichen Abflussereignis wurden mit dem Modell Hochwasserschutzmaßnahmen untersucht und hinsichtlich technischer, lokaler sowie wirtschaftlicher Aspekte bewertet. |
| Entgasung in einem Kammerwasserschloss Dipl.-Ing. Wolfgang Richter, Dipl.-Ing. Dr. Josef Schneider, Prof. Dr. Gerald Zenz, Dipl.-Ing. Stephan Kolb Für das geplante Pumpspeicherkraftwerk (PSKW) Atdorf im Schwarzwald, wird an einem physikalischen Modell am Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der technischen Universität Graz das instationäre hydraulische Verhalten des Wasserschlosses untersucht. Zur Verbesserung der Aussage des Modellversuches wird eine hybride 3-D-numerische Simulation mit Hilfe des Programmes Ansys CFX® durchgeführt. |
| Physikalische Modellversuche zur Untersuchung des Einflusses von
Biofilm auf die Sohlenstabilität Dipl.-Ing. Moritz Thom, M. Sc. Holger Schmidt, Dr. rer. nat. Sabine Gerbersdorf, Prof. Dr.-Ing. Silke Wieprecht Durch das gesteigerte Interesse an morphologischen und ökologischen Fragestellungen rückt der Einfluss biologischen Bewuchses auf die Sohlenstabilität immer mehr in den Fokus aktueller Forschung. Der natürlich gewachsene Biofilm hat einen großen Anteil an der Stabilisierung und damit auch an den Remobilisierungsprozessen von Schadstoffen. Da die Stabilität sowohl von biologischen als auch von physiko-chemischen und hydraulischen Randbedingungen abhängt, wird im hier vorgestellten DFG-Projekt zur Untersuchung des Einflusses von biologischem Aufwuchs auf die Sedimentstabilität ein interdisziplinärer Ansatz verfolgt. |
| Numerische Simulation variabel gesättigter Strömungen in Dammbauwerken mit der Lattice-Boltzmann-Methode (LBM) Dipl.-Ing. Christian Volz, Prof. Dr. Robert Boes Die Berechnung variabel gesättigter Strömungen durch Dammbauwerke ist von großer technischer Bedeutung. Es existieren zahlreiche numerische Ansätze zur Lösung der stark nicht-linearen Richard-Gleichung basierend auf Finite-Differenzen- (FDM) oder Finite-Elementen-Methoden (FEM). Vor kurzem wurde ein neuer Modellierungsansatz vorgestellt und validiert, welcher auf der Lattice-Boltzmann-Methode (LBM) basiert. Die LBM besitzt dabei einige vorteilhafte Eigenschaften, welche die Methode zu einer attraktiven Alternative insbesondere in Hinblick auf komplexe Geometrien und gekoppelte Simulationen machen können. In dieser Arbeit wird die LBM auf die 2-D- und 3-D-Richard-Gleichung auf strukturierten Gittern angewandt. Verschiedene Schreibweisen der Gleichung, basierend auf der effektiven Sättigung und der Porendruckhöhe, unter Einbeziehung zweier Retentionsmodelle nach Brooks-Corey und Van Genuchten werden angewandt. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird in Hinblick auf idealisierte Testfalle und kleinskalige sowie grosskalige Dammbauwerke untersucht. Die Ergebnisse werden aufgezeigt und mit anderen ausgewählten analytischen, experimentellen und numerischen Resultaten verglichen. |
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