Wasserwirtschaft 6 / 2012


Ein Wasserkraft-Projekt der absoluten Superlative
Dipl. Ing. Oscar Gonz√°les
H√∂chste Anforderungen an Technik, Logistik und Know-how: Andritz Hydro in Ravensburg stattet die drittgr√∂√üte Wasserkraftanlage der Welt ‚Äď Guri II in Sim√≥n Bol√≠var in Venezuela ‚Äď mit den drei gr√∂√üten Turbinenlaufr√§dern aus, die jemals in Deutschland gebaut wurden. Der Auftrag f√ľr das Projekt erfolgte im Jahr 2006, die Arbeiten erstrecken sich √ľber 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 K√ľrze soll in Ravensburg die Fertigung des dritten Laufrades beginnen.
Forschung und Praxis in der bayerischen Wasserwirtschaft ‚Äď 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 zuk√ľnftige 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 Stabilit√§t unserer empfindlichen Zivilisationssysteme erh√∂hen konnen. Dieser Artikel zeigt, wie sich dieser Thematik in der Gew√§sserunterhaltung mit einem Forschungsvorhaben angenommen wird. Zur Nachhaltigkeit geh√∂rt auch, ein optimaler Einsatz von Forschungsanstrengungen sowie eine bestm√∂gliche 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 f√ľr Talsperren dar. Der Beitrag fasst die Ergebnisse von systematischen und gro√üma√üst√§blichen Modellversuchen zur Wahrscheinlichkeit, zum Prozess und zur Form von Verklausungen an Hochwasserentlastungsanlagen sowie deren Auswirkung auf die Abflussleistung zusammen. Die Umsetzung √§hnlicher 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
F√ľr ein ca. 50 km¬≤ gro√ües Einzugsgebiet mit mehreren Ortschaften und kleinen Gew√§sser mit einer L√§nge von ca. 55 km wurde im Rahmen einer Hochwasserschutzkonzeption ein hydronumerisches 2-D-Modell angewendet, um die Auswirkungen von Hochwasserereignissen zu simulieren. Anstatt die Zufl√ľsse f√ľr einzelne Gew√§sserabschnitte mit einem N-A-Modell zu ermitteln, erfolgte die Simulation der Abflussbildung fl√§chig an den einzelnen Modellknotenpunkten durch aktivierte Quellterme direkt im 2-D-Modell. Basierend auf einem 100-j√§hrlichen Abflussereignis wurden mit dem Modell Hochwasserschutzma√ünahmen 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
F√ľr das geplante Pumpspeicherkraftwerk (PSKW) Atdorf im Schwarzwald, wird an einem physikalischen Modell am Institut f√ľr Wasserbau und Wasserwirtschaft der technischen Universit√§t Graz das instation√§re hydraulische Verhalten des Wasserschlosses untersucht. Zur Verbesserung der Aussage des Modellversuches wird eine hybride 3-D-numerische Simulation mit Hilfe des Programmes Ansys CFX¬ģ durchgef√ľhrt.
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 √∂kologischen Fragestellungen r√ľckt der Einfluss biologischen Bewuchses auf die Sohlenstabilit√§t immer mehr in den Fokus aktueller Forschung. Der nat√ľrlich gewachsene Biofilm hat einen gro√üen Anteil an der Stabilisierung und damit auch an den Remobilisierungsprozessen von Schadstoffen. Da die Stabilit√§t sowohl von biologischen als auch von physiko-chemischen und hydraulischen Randbedingungen abh√§ngt, wird im hier vorgestellten DFG-Projekt zur Untersuchung des Einflusses von biologischem Aufwuchs auf die Sedimentstabilit√§t ein interdisziplin√§rer 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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