Wasserwirtschaft 1-2/2013
| Kann die Wasserwirtschaft die „wichtigen Wasserbewirtschaftungsfragen“ lösen? Dipl. Geogr. Frauke Bathe, Dr. Bernd Klauer, Dr. Johannes Schiller Zur Vorbereitung des zweiten Bewirtschaftungszyklus der EG-Wasserrahmenrichtlinie müssen die Mitgliedstaaten 2013 die „Wichtigen Wasserbewirtschaftungsfragen" der Öffentlichkeit vorlegen. Eine Auswertung der entsprechenden Angaben aus dem ersten Zyklus identifiziert die intersektorale Koordinierung als zentrale Herausforderung bei der Erreichung der Richtlinienziele und entwickelt eine Methodik zur Ableitung der wichtigen Wasserbewirtschaftungsfragen, die diese Herausforderung berücksichtigt. |
| Die Interkalibrierung nach EG-Wasserrahmenrichtlinie – Neue Ergebnisse und Resümee Dr. Sebastian Birk, Dipl.-Biol. Eva Bellack, Priv. Doz. Dr. rer. nat. Jürgen Böhmer, Dr. Ute Mischke, Dr. Jochen Schaumburg Die unterschiedliche Bewertung des ökologischen Zustands nach EG-Wasserrahmenrichtlinie durch die Mitgliedstaaten wurde in der sogenannten Interkalibrierung harmonisiert. Ein für die zweite Phase (2008 bis 2011) revidierter Leitfaden vereinheitlichte Ablauf und Kriterien der Interkalibrierung zwischen den verschiedenen Biokomponenten und Gewässerkategorien. Nahezu alle deutschen Bewertungsverfahren konnten erfolgreich interkalibriert werden. Der Prozess förderte den internationalen Fachaustausch und schaffte einheitliche ökologische Standards in der europäischen Gewässerbewirtschaftung. |
| Erhöhung der Standsicherheit des Stauwehrs Dogern der Rheinkraftwerk Albbruck-Dogern AG mit Vorspannankern Dipl.-Ing., Dipl. Wirtsch.-Ing. Hans-Jörg Durst, Dipl.-Bauing. Othmar Brumann, Dipl.-Ing. Peter Grohmann, Dipl.-Bauing. (FH) Markus Halter, Dipl.-Ing Peter Kesselring Das aus dem Jahr 1932 stammende Stauwehr Dogern erfüllte nicht mehr die Stabilitätskriterien der aktuellen Schweizer Normen. Um die Sicherheit gegen Gleiten zu erhöhen, wurden 10 bis 11 Litzenanker je Pfeiler eingebaut. Die in der Schweiz hergestellten Anker haben einen doppelten Korrosionsschutz (elektrisch isoliert) und waren mit einer Gesamtlänge von 72 m ungewöhnlich lang. Ein umfangreiches Qualitätssicherungsprogramm war erforderlich, um sicherzustellen, dass alle Anker die hohen Qualitätsansprüche erfüllen. |
| 20 Jahre Main-Donau-Kanal – Eine Vision hat Geburtstag Heike Große-Erdmann Am 25. September 1992 wurde der Main-Donau-Kanal offiziell eröffnet und feierte somit im Jahr 2012 sein 20-jähriges Jubiläum. Der damals viel diskutierte, teilweise umstrittene Kanalbau war für die Einen eine Vision, für die Anderen eine Utopie. Zu Ehren fand am 25. September 2012 eine Presse-Schifffahrt mit geladenen Gästen aus Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft statt. |
| Hydraulische Untersuchungen zum Bau einer Fischaufstiegsanlage in Lauffen am Neckar Prof. Dr.-Ing. Christoph Heinzelmann, Dr. sc. tech. Roman Weichert, Dipl.-Met. Stefanie Wassermann Als technisch-wissenschaftlicher Dienstleister für die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) berät die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) die WSV-Dienststellen auch in Fragen der Fischdurchgängigkeit an Bundeswasserstraßen. Dabei konzentrieren sich die Untersuchungen der BAW auf die hydraulischen und wasserbaulichen Aspekte. In diesem Beitrag wird über die laufenden Untersuchungen zum Bau einer Fischaufstiegsanlage an der Neckarstaustufe Lauffen berichtet. Zum Einsatz kommen Naturuntersuchungen sowie physikalische und numerische Modellsimulationen. |
| Ein Beitrag zur Druckstoßberechnung von Pumpspeicheranlagen Dipl.-Ing. Stefan Höller, Der Betrieb von Pumpspeicheranlagen führt zwangsweise zu hochgradig instationären Strömungsvorgängen im Triebwasserweg einer Hochdruckwasserkraftanlage. Das Verlangen nach einem flexiblen Kraftwerksbetrieb mit möglichst kurzen Schaltzeiten von z. B. Pump- in Turbinenbetrieb setzt eine zuverlässige Vorausberechnung des transienten Strömungsverhaltens voraus. Mit Hilfe numerischer Simulationsmethoden können die dabei auftretenden Druckstöße und Massenschwingungen berechnet werden, um in weiterer Folge optimiert zu werden. Dazu müssen die relevanten Anlagenkomponenten, wie Wasserschloss, hydraulische Maschine oder Absperrorgane, möglichst genau modelliert werden. Da in kommerziell verfügbarer Druckstoßberechnungssoftware diese Komponenten nicht oder eventuell nur mangelhaft vorhanden sind, müssen geeignete Simulationsmodelle selbst entwickelt werden, um das transiente Verhalten von Pumpspeicheranlagen berechnen zu können. In diesem Beitrag wird die Vorgehensweise bei der Entwicklung von Simulationsmodellen am Beispiel einer Pumpturbine geschildert. Mittels geeigneter Vergleichsrechnungen werden die Berechnungsergebnisse mit dem Software-Paket Flowmaster inklusive eigener, bereits zuvor validierter Adaptionen verifiziert. |
| Wasserkraft und Wasserrahmenrichtlinie – eine Flussgebietsstrategie Dipl.-Ing. Rita Keuneke, Dipl.-Ing. Ulrich Dumont Die Nutzung der erneuerbaren Energiequelle Wasserkraft hat negative Auswirkungen auf die Gewässerökologie, insbesondere auf die Durchgängigkeit der Gewässer. Die Förderung der Stromerzeugung aus diesen Energiequellen wird daher im Widerspruch zu den auf den Gewässerschutz ausgerichteten Zielen der EG-Wasserrahmenrichtlinie gesehen. Mit Hilfe einer Flussgebietsstrategie sollen die beiden Ziele Wasserkraftnutzung und Erhalt der Fischpopulationen in einem Flussgebiet vereinbar werden. |
| Eignung von Fischaufstiegsanlagen an Obermain und Rodach als Lebensräume und Migrationshilfen für Fische und Makroinvertebraten Prof. Dr. Volker Lüderitz, Dr. Uta Langheinrich, Dipl.-Ing. Michael Seidel, Dr. Thomas Speierl Am Obermain und an der Rodach in Oberfranken haben in den letzten 20 Jahren umfassende und aus ökologischer Sicht erfolgreiche Renaturierungsmaßnahmen stattgefunden. Da das Fließgewässerkontinuum zwischen den Renaturierungsstrecken jedoch weiter durch mehrere Querbauwerke beeinträchtigt war, wurden Fischaufstiegsanlagen in Form von zwei Umgehungsgerinnen und einem Tümpel-Becken-Pass errichtet. Die vorliegende Arbeit untersucht die Funktionsfähigkeit dieser Anlagen hinsichtlich des Fischaufstieges aber auch hinsichtlich ihrer Eignung als Lebensraum und Wanderkorridor für Makroinvertebraten. Die naturnah gestalteten Umgehungsgerinne werden sowohl von allen vorkommenden Fischarten als auch von den aquatischen Makroinvertebraten angenommen. Hinsichtlich der Besiedelung mit Wirbellosen sind sie mit naturnahen Fließgewässerstrecken vergleichbar, was schon deshalb bemerkenswert ist, weil die direkt ober- und unterhalb der Anlagen liegenden Flussabschnitte wenig naturnah sind. Der untersuchte Tümpel-Becken-Pass schneidet weniger gut ab. Er wird nicht von allen Fischarten in gleicher Weise angenommen und hinsichtlich seiner Makroinvertebraten-Fauna nur als unbefriedigend bewertet. |
| Alternatives Pumpspeicherkonzept in Form eines Unterflur-Lageenergiespeichers mit Sekundärspeicher Bernhard Miller Als Alternative zu klassischen Pumpspeicherbauweisen wurde ein Speicherkonzept fortentwickelt, bei dem aus monolithischem Felsgestein ein zylindrischer Fels ausgesägt wird. Unter diesen Zylinder wird Wasser gepumpt, während eine radiale Hochdruckdichtung den Zylinder abdichtet. Der durch den Druck emporsteigende Felszylinder wird teilweise abgetragen und zu einem umlaufenden Erddamm aufgeschichtet. Der so geschaffene See bildet zusammen mit dem Speicher unterhalb des Zylinders einen Pumpspeicher mit hoher Energiedichte. Ein konstanter Wasserpegel des Speichersees ermöglicht die Nutzung als Naherholungsgewässer mit einer hervorragenden Umweltakzeptanz und freier Standortwahl. |
| Hybride Modelluntersuchungen zum Ein- und Auslaufbauwerk im Unterbecken des Pumpspeicherwerks Atdorf Dipl.-Ing. Thomas Mohringer, Dipl.-Ing. Jochen Riesterer, Prof. Dr.-Ing. Franz Nestmann, Dipl.-Ing. Stephan Kolb Die Schluchseewerk AG plant den Bau des größten Pumpspeicherwerks (PSW) in Deutschland. Am Institut für Wasser und Gewässerentwicklung in Karlsruhe wurden hybride wasserbauliche Untersuchungen zur Optimierung des Ein- und Auslaufbauwerks im Unterbecken durchgeführt. Dabei wurden umfangreiche Vergleiche zwischen dem numerischen und dem physikalischen Modell angestellt sowie die Modellübertragbarkeit vom Modellmaßstab in den Naturmaßstab untersucht. Als Ergebnis konnte ein Bauwerksentwurf gestaltet werden, der sowohl über geringe Abmessungen als auch über gute Strömungseigenschaften verfügt. |
| Standardisierung von Baumaßnahmen am Neckar Dipl.-Ing. Martin Schüle Nach einem historischen Abriss des Neckarausbaus werden die Überlegungen zur Standardisierung von Baumaßnahmen der zum Teil sehr alten Bauwerke – sowohl für Bauen im Bestand wie auch für den Neubau – dargestellt. Dabei werden die bestehenden bzw. die geplanten Standards für Schleusen, Wehre, Fischaufstiege, Sperrtore und Wendestellen betrachtet. |
| Die „beschleunigte“ Befüllung des Tagebaurestsees Inden aus der Rur Dr.-Ing. Andreas Wagner, Dr. Uwe Koenzen, Dr.-Ing. Hubert Lohr, Regina Hemmann, Dipl.-Ing. Joachim Lange In den vergangenen zehn Jahren wurden im Rahmen des landesplanerischen Genehmigungsverfahrens die grundlegenden wasserwirtschaftlichen Fragen für die Anlage des Tagebaurestsees Inden geklärt. Nach Ende der Braunkohlegewinnung im Tagebau Inden wird das entstandene Massendefizit nach 2030 in einem Zeitraum von 20 bis 25 Jahren mit Wasser befüllt werden. Die Machbarkeit einer dazu vorgesehenen Wasserentnahme aus der Rur im Abgleich mit den ökologischen und gewässermorphologischen Zielgrößen des Gewässers sowie den industriellen Nutzungsansprüchen konnte mit Hilfe eines Flussgebietsmodelles nachgewiesen werden. |
| Zur Frage der Dotationswassermenge von Fischaufstiegsanlagen an großen Fließgewässern Dr. sc. tech. Roman Weichert, Dipl.-Ing. Wolfgang Kampke, Dipl.-Ing. Lisa Deutsch, Matthias Scholten Im Spannungsfeld zwischen Ökologie und wirtschaftlicher Nutzung der Wasserkraft kommt der Fragestellung der erforderlichen Dotationswassermenge zur Gewährleistung der Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen eine hohe Relevanz zu. Im Beitrag wird über den aktuellen Stand der Technik hinsichtlich der Dotationswassermenge von Fischaufstiegsanlagen, Erkenntnisse aus neueren Untersuchungen, Empfehlungen sowie aktuelle Forschungsaktivitäten berichtet. |
| Die AquaWand, ein neuer mobiler Hochwasserschutz Hartmut Wibbeler, Dipl.-Ing. Vincent Gabalda Zur Verwirklichung eines ganzheitlichen und wirtschaftlichen Hochwasserschutzes sind die Merkmale „Logistik, Einfachheit und Schnelligkeit im Auf- und Abbau und Autarkie" von Bedeutung: Das Hochwasserschutzsystem „Die AquaWand" der Firma AQUABURG ist mit einer Stauhöhe von 1,2 m und einer Länge von 18 m in die Versuchsanlage der Technischen Universität Hamburg – Harburg (TUHH) eingebaut und nach den Vorgaben des „SMARTeST Projektes" geprüft worden. |
| Trend der Pflanzenschutzmittelfrachten in Flussgebieten Dr. Martin Bach, Prof. Dr. Hans-Georg Frede Seit vielen Jahren werden von der Landwirtschaftsverwaltung und -beratung, den Zulassungsbehörden sowie den Herstellern von Pflanzenschutzmitteln (PSM) vielfältige Maßnahmen ergriffen, um den Eintrag von PSM in Oberflächengewässer zu vermindern. Ob diese Maßnahmen tatsächlich den gewünschten Erfolg erzielt haben, ist jedoch bislang nicht überprüft worden. Die statistische Analyse des Trends der PSM-Frachten erlaubt eine Antwort auf die Frage, wie sich die PSM-Gewässereinträge längerfristig verändert haben. |
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