Wasserwirtschaft 01 / 2009


Operationelle Flutungs­­­-vorhersage bei Deichversagen am Rhein in Baden-Württemberg
Dr.-Ing. Peter Homagk, Dr.-Ing. Karl Ludwig
Deichbrüche am Rhein sind bei extremem Hochwasser und bei technischem Deichversagen möglich. Ihre Seltenheit steht großräumigen Überflutungsgebieten landseits der Deiche und einem hohen Schadenspotenzial gegenüber. Anders als bei nicht eingedeichten Flüssen fehlen sowohl den dadurch Betroffenen als auch den Hilfsmannschaften Erfahrungen zu Ausmaß, Ablauf und zeitlichem Verlauf solcher Flutungen. Hochwasserbewusstsein, Hinweise auf Vorsorgemaßnahmen oder Einsatzplanungen für den Ernstfall sind für größere Gebiete hinter Deichen bisher meist nicht gegeben. Zur Verbesserung dieser Situation wurde für die baden-württembergische Rheinstrecke zwischen Iffezheim und der hessischen Landesgrenze bei der Hochwasser-Vorhersage- zentrale Baden-Württemberg (HVZ) der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz (LUBW) ein operationelles Flutungsmodell installiert. Es basiert auf einem vereinfachten, schnell rechnenden 2-D-Strömungsmodell. Die damit verbundenen Vorhersageprobleme werden hier diskutiert.
Hochwasserlehrpfad Elbe in der Dresdner Innenstadt
Dr. Karsten Grunewald, Dipl.-Geogr. Christiana Weber, Dipl.-Geogr. Ute Klose, Dipl.-Geogr. Matthias Grafe, Dipl.-Hydrol. Anke Goerigk
Das extreme Hochwasser vom August 2002 hat in weiten Teilen Sachsens zu massiven Zerstörungen geführt, die bis heute nicht vollständig beseitigt werden konnten. Neben dem Wiederaufbau wurden zahlreiche Maßnahmen ergriffen, die einen besseren Schutz vor zukünftigen Hochwasserereignissen gewährleisten sollen. Vieles ist geschehen seit der Elbeflut 2002, aber absoluten Schutz vor Hochwasser wird es auch in Zukunft nicht geben. Das Verständnis für die Problematik Hochwasserschutz sollte den Betroffenen ständig vermittelt werden, da gerade das verantwortungsvolle Handeln in den Risikogebieten ein wichtiger Baustein bei der Hochwasservorsorge ist [1].
Nutzung von Betriebsauslässen für die Hochwasserentlastung von Talsperren
Prof. Dr.-Ing. habil. Reinhard Pohl, Prof. i. R. Dr.-Ing. habil. Helmut Martin
Zu den Entnahmeanlagen an Talsperren [2] gehören neben den Grundablässen auch die Betriebsauslässe für die Wasserentnahme (z. B. für die Trinkwasseraufbereitung oder die Wasserkraftnutzung). Während die Heranziehung der Grundablässe für die Vor- und Parallelentlastung im Hochwasserfall üblich und unter bestimmten Randbedingungen zulässig ist, wird neuerdings auch verstärkt die Nutzung der Betriebsauslässe zur Steuerung der Hochwasserabgabe erwogen und untersucht.
Eine nichtlineare Leakage-Randbedingung für die Modellierung von hochwasserbeeinflusstem Grundwasseranstieg
Dr.-Ing. Bernhard Becker, Dr.-Ing. Wiebke Klauder, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Köngeter, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf, Dipl.-Ing. Lisa Nowack
Im Hochwasserfall verändern sich die Fließverhältnisse im Fluss und im angrenzenden Grundwasser erheblich: Steigende Wasserstände im Fluss, gegebenenfalls verbunden mit einer Überflutung, üben Druck auf das Grundwasser aus, reichern es an, und es kommt zum Anstieg des Grundwasserspiegels. Das Phänomen des „unterirdischen Hochwassers“ wurde beispielsweise von Sommer und Ullrich [7] für das Stadtgebiet Dresden am Beispiel des Augusthochwassers 2002 untersucht. Schäden durch aufsteigendes Grundwasser entstehen vor allem in den Kellern von Gebäuden.
Klimawandel und Niedrigwasserentwicklung in Baden-Württemberg – Ursachen und Projektionen
Wolfgang Hennegriff, Dipl.-Ing. Vassilis Kolokotronis
In den vergangenen Jahren wurden in Baden-Württemberg bereits ehrere Trockenperioden beobachtet, die zu Niedrigwasser in den oberirdischen Gewässern führten. Durch die Untersuchung von gemessenen Zeitreihen ausgewählter meteorologischen, hydrometeorologischen und hydrologischen Kenngrößen wird daher versucht, Hinweise zu erhalten, ob diese extremen Trockenperioden als Phänomene natürlicher Variabilität oder ob sie als Auswirkungen von klimatischen Veränderungen zu bewerten sind.
Verlängerung der Neckarschleusen – Ein Projekt für die Zukunft
Dipl.-Ing. Jörg Huber, Dipl.-Ing. Robert Wiest
Die Bundesrepublik Deutschland und das Land Baden-Württemberg haben das gemeinsame Ziel, mit der Schleusenverlängerung für das 135-m-Schiff den Neckar als wichtige Verkehrsader zu erhalten und die bestehende Infrastruktur nachhaltig zu verbessern. Dazu wurde am 26. November 2007 das Amt für den Neckarausbau Heidelberg gegründet. Seit Januar 2008 wird an den Planungen für die ersten Schleusenverlängerungen gearbeitet.
Mehr Ausgleich an Fließgewässern
Olaf Miosga
Der Druck auf landwirtschaftliche Produktionsflächen steigt stetig. Der Anbau von Energiepflanzen, der steigende weltweite Nahrungsbedarf, der jährliche Flächenverbrauch durch Bauvorhaben und nicht zuletzt der hierfür notwendige Kompensationsflächenbedarf hat die Kauf- und Pachtpreise für landwirtschaftliche Produktionsflächen in die Höhe schnellen lassen.
Fred H. Knapp: Sein Leben und Werk
Professor Dr. Willi H. Hager
Fred H. Knapp, ein in Deutschland ausgebildeter Bauingenieur, welcher dann nach Brasilien auswanderte und dort sein restliches Leben verbrachte, hat mit seinem 1960 erschienenen Buch „Ausfluss, Überfall und Durchfluss“ ein wichtiges deutschsprachiges Werk vorgelegt. In diesem biografischen Aufsatz wird sein Lebenslauf dank Angaben eines seiner Söhne nachgezeichnet. Weiterhin werden seine wichtigsten wissenschaftlichen Beiträge zum Druckstoßproblem dokumentiert, um dann das erwähnte Buch genauer zu analysieren.
Vereinfachte Theorie der Wasserkraftschnecke
Dr. Gerald Müller
Die Wasserkraftschnecke ist ein Energiewandler für kleine Wasserkräfte und niedrige Fallhöhen. Sie wurde aus der Schneckentrogpumpe bzw. der Archimedischen Schraube entwickelt und findet mehr und mehr Anwendung. Im vorliegenden Beitrag werden die theoretischen Grundlagen und Prinzipien erläutert.
Optimierung der Stromproduktion in kommunalen Klärwerken am Beispiel der Brennstoffzelle
Prof. Dr.-Ing. Heidrun Steinmetz, Dipl.-Ing. Hartmut Klein
Kläranlagen sind bedeutsame Energieverbraucher, aber auch Energieproduzenten. Zur Erhöhung der Eigenstromversorgung sollte zum einen die Klärgasproduktion gesteigert, zum anderen die Verstromung durch den Einsatz neuer Technologien effizienter gestaltet werden. Hierbei bietet die Brennstoffzellentechnologie ein erhebliches Potenzial, wie eine Studie für Baden-Württemberg zeigt. Mit dem Betrieb einer Schmelzkarbonatbrennstoffzelle auf der Kläranlage Stuttgart-Möhringen liegen erste positive Betriebserfahrungen für ein 280-kWel-Modul bei Einsatz mit Klärgas vor.
Optimierung der Schwebstoffmessung mittels ADCP
Dipl.-Ing. Willibald Kerschchbaumsteiner, Dipl.-Ing. Marlene Haimann, Ao. Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. Helmut Habersack
Sedimentmanagement in Fließgewässern gewinnt aus technischer, ökonomischer und ökologischer Sicht zunehmend an Bedeutung. Für die Erfassung des Schwebstofftransportes ist neben den Konzentrationsganglinien die Verteilung der Schwebstoffe im Querprofil von Interesse, um repräsentative Schwebstofffrachten bestimmen zu können. Dieser Artikel diskutiert die Verwendbarkeit von ADCP- Messungen für die Schwebstoffmessung, welche ansonsten standardmäßig bei der Durchflussermittlung eingesetzt werden. Ansätze zur Optimierung werden vorgestellt.
Lenkbuhnen zur Strukturierung und Stabilisierung von Fließgewässern
Mag. Dipl.-Ing. Christine Sindelar, Dipl.-Ing. Matthias Mende
Seit Anfang der 1990er Jahre wurden in der Steiermark sohlennahe Gewässereinbauten zur Stabilisierung und Strukturierung von Fließgewässern umgesetzt. Bei den Einbauten handelt es sich um Lenkbuhnen. Als wesentliches Kennzeichen induzieren sie bei starker Überströmung eine Spiralströmung, mit der der Geschiebetransport und die Geschwindigkeitsverteilung beeinflusst werden. Naturuntersuchungen an der Mur zeigen, dass mit Lenkbuhnen die Strömungsvielfalt und die Tiefenvarianz deutlich vergrößert werden können.
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