Kontinuierliche Anpassung von Wasserstand-Durchfluss-Beziehungen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2021)
Kann eine Wasserstand-Durchfluss-Beziehung mit Hilfe einer intelligenten Nachführung und einem hydraulischen Modell automatisiert erlernt werden? Das hier entwickelte Verfahren kombiniert die Informationen aus einem hydraulischen Modell mit denen der beobachteten Wasserstände einer Pegelstation und führt auf dieser Grundlage die Beziehung nach. Ein Test der Technologie an der Emscher zeigte, dass eine vollständige Abflusstafel innerhalb von neun Monaten nachgeführt werden kann.
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Kann eine Wasserstand-Durchfluss-Beziehung mit Hilfe einer intelligenten Nachführung und einem hydraulischen Modell automatisiert erlernt werden? Das hier entwickelte Verfahren kombiniert die Informationen aus einem hydraulischen Modell mit denen der beobachteten Wasserstände einer Pegelstation und führt auf dieser Grundlage die Beziehung nach. Ein Test der Technologie an der Emscher zeigte, dass eine vollständige Abflusstafel innerhalb von neun Monaten nachgeführt werden kann.
Experimentelle Untersuchungen zu Sedimentablagerungen in einer
Flusskrümmung am Mittelrhein
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Die Bundesanstalt für Wasserbau untersucht im großmaßstäblichen Modellversuch eine für die Binnenschifffahrt herausfordernde Krümmung im Mittelrhein bei Oberwesel. In der Flusskrümmung wird die Schifffahrt durch Sedimentanlandungen entlang einer Kiesbank am Innenufer erschwert. Diese Anlandungen werden derzeit durch Baggerung wiederkehrend entfernt. Flussbauliche Maßnahmen sollen helfen, den Unterhaltungsaufwand zu vermindern. Eine besondere Herausforderung bei der Modellierung lag darin, das Natursediment auf ein geeignetes Modellsediment zu übertragen. Als Modellsedimente wurden verschiedene Kunststoffgranulate unterschiedlicher Dichte als Granulatmischungen eingesetzt.
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Die Bundesanstalt für Wasserbau untersucht im großmaßstäblichen Modellversuch eine für die Binnenschifffahrt herausfordernde Krümmung im Mittelrhein bei Oberwesel. In der Flusskrümmung wird die Schifffahrt durch Sedimentanlandungen entlang einer Kiesbank am Innenufer erschwert. Diese Anlandungen werden derzeit durch Baggerung wiederkehrend entfernt. Flussbauliche Maßnahmen sollen helfen, den Unterhaltungsaufwand zu vermindern. Eine besondere Herausforderung bei der Modellierung lag darin, das Natursediment auf ein geeignetes Modellsediment zu übertragen. Als Modellsedimente wurden verschiedene Kunststoffgranulate unterschiedlicher Dichte als Granulatmischungen eingesetzt.
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.
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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.
Modelluntersuchungen zum Kolkprozess am Wehr Geesthacht
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Untersuchungen an der Wehranlage Geesthacht zeigen, dass Kolkprozesse in gegenständlichen Modellen nach wie vor eine Herausforderung darstellen. Einerseits erfordert die Abbildung der morphologischen Prozesse von feinen Sedimenten Kompromisse bei der Naturähnlichkeit. Andererseits sind berührungslose Methoden erforderlich, um den Kolkprozess im laufenden Versuch zu beobachten. Insgesamt konnten die maßgebenden Randbedingungen für den Kolkprozess aufgezeigt werden, so dass Sicherheit für die Planung der notwendigen geometrischen Veränderungen des Tosbeckens und für die Konzeptionierung der Kolksicherungsstrecke besteht.
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Untersuchungen an der Wehranlage Geesthacht zeigen, dass Kolkprozesse in gegenständlichen Modellen nach wie vor eine Herausforderung darstellen. Einerseits erfordert die Abbildung der morphologischen Prozesse von feinen Sedimenten Kompromisse bei der Naturähnlichkeit. Andererseits sind berührungslose Methoden erforderlich, um den Kolkprozess im laufenden Versuch zu beobachten. Insgesamt konnten die maßgebenden Randbedingungen für den Kolkprozess aufgezeigt werden, so dass Sicherheit für die Planung der notwendigen geometrischen Veränderungen des Tosbeckens und für die Konzeptionierung der Kolksicherungsstrecke besteht.
Gerechte Verteilung limitierter Wasserressourcen in Entwicklungs-
und Schwellenländern
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2020)
In vielen strukturschwachen Regionen der Welt führen limitierte Wasserressourcen zu einer defizitären Wasserversorgung. Da herkömmliche Verteilsysteme für einen bedarfsdeckenden Betrieb konzipiert sind, führt ein nicht bedarfsdeckender Betrieb zu einer hydraulisch bedingten ungerechten Wasserverteilung. Dieser Beitrag beschreibt ein Verteilsystem, das auf Basis einfacher Lösungen auch bei einem nicht bedarfsdeckenden Betrieb eine gerechte Wasserverteilung ermöglicht. Die Umsetzung und Evaluierung erfolgte in einer Karstregion im Norden Vietnams.
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In vielen strukturschwachen Regionen der Welt führen limitierte Wasserressourcen zu einer defizitären Wasserversorgung. Da herkömmliche Verteilsysteme für einen bedarfsdeckenden Betrieb konzipiert sind, führt ein nicht bedarfsdeckender Betrieb zu einer hydraulisch bedingten ungerechten Wasserverteilung. Dieser Beitrag beschreibt ein Verteilsystem, das auf Basis einfacher Lösungen auch bei einem nicht bedarfsdeckenden Betrieb eine gerechte Wasserverteilung ermöglicht. Die Umsetzung und Evaluierung erfolgte in einer Karstregion im Norden Vietnams.
Datenübertragung von entfernten Messstellen mit LoRaWAN
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2020)
An den Talsperren des Ruhrverbands herrschen unterschiedlichste Anforderungen an die Messtechnik und die Datenübertragung. Während die Automatisierung von Messungen voranschreitet, sind manche entfernte Messstellen nur mit großem Aufwand an eine Datenfernübertragung anzuschließen. Als Alternative zu Standleitungsverbindungen über Kupfer bzw. LWL-Kabel oder zur Datenübertagung über das GSM-Netz bietet sich die Technologie eines LoRaWAN an. Die besondere Eignung von LoRaWAN für die Übertragung von Messdaten der Bauwerksüberwachung wird vorgestellt und über die Erfahrungen mit einer prototypischen Realisierung an der Fürwiggetalsperre berichtet.
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An den Talsperren des Ruhrverbands herrschen unterschiedlichste Anforderungen an die Messtechnik und die Datenübertragung. Während die Automatisierung von Messungen voranschreitet, sind manche entfernte Messstellen nur mit großem Aufwand an eine Datenfernübertragung anzuschließen. Als Alternative zu Standleitungsverbindungen über Kupfer bzw. LWL-Kabel oder zur Datenübertagung über das GSM-Netz bietet sich die Technologie eines LoRaWAN an. Die besondere Eignung von LoRaWAN für die Übertragung von Messdaten der Bauwerksüberwachung wird vorgestellt und über die Erfahrungen mit einer prototypischen Realisierung an der Fürwiggetalsperre berichtet.
Herausforderungen und Möglichkeiten der neuen hydrologischen Messnetze
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2019)
Im Beitrag werden die Möglichkeiten der Vernetzung von Sensoren und Datenloggern bei hydrologischen Sondermessnetzen mit IP-basierenden Protokollen und dem neuen Low-Power- Netz LoRaWAN vorgestellt. Die Vor- und Nachteile von direkten LoRa-Verbindungen im Vergleich zu privaten LoRaWAN-Netzwerken mit eigenen Gateways, der Nutzung von öffentlichen LoRaWAN-Infrastrukturen und die Beachtung der sicherheitstechnischen Aspekte der IP-basierenden Protokolle werden erläutert.
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Im Beitrag werden die Möglichkeiten der Vernetzung von Sensoren und Datenloggern bei hydrologischen Sondermessnetzen mit IP-basierenden Protokollen und dem neuen Low-Power- Netz LoRaWAN vorgestellt. Die Vor- und Nachteile von direkten LoRa-Verbindungen im Vergleich zu privaten LoRaWAN-Netzwerken mit eigenen Gateways, der Nutzung von öffentlichen LoRaWAN-Infrastrukturen und die Beachtung der sicherheitstechnischen Aspekte der IP-basierenden Protokolle werden erläutert.
Wie „Big Data“ auf die Verkettung von Strom und Wasser durchschlagen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2017)
Energie- und Wasserverbrauch sind eng miteinander verbunden. Echtzeit-Datenmanagement ermöglicht es, die Informationen hierzu mit Businesssystemen für Finanzen, Logistik und Geodaten zusammenzuführen, mit deutlichen wirtschaftlichen Erfolgen.
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Energie- und Wasserverbrauch sind eng miteinander verbunden. Echtzeit-Datenmanagement ermöglicht es, die Informationen hierzu mit Businesssystemen für Finanzen, Logistik und Geodaten zusammenzuführen, mit deutlichen wirtschaftlichen Erfolgen.
Netzpumpen: Vom Arbeits- zum Rassepferd
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (10/2016)
Ein erheblicher Teil des Energieaufwands eines Wasserwerks entfällt auf die Netzpumpen, die das Trinkwasser ins Rohrnetz fördern. Bei diesen handelt es sich in vielen Fällen um sogenannte Normpumpen. Obwohl der Begriff dies suggeriert, gibt es bei dieser Pumpenart trotz der zu beachtenden Standards große Unterschiede – in der Qualität ebenso wie in den verfügbaren Funktionalitäten. Dabei ist nicht zuletzt die Energieeffizienz ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal.
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (10/2016)
Ein erheblicher Teil des Energieaufwands eines Wasserwerks entfällt auf die Netzpumpen, die das Trinkwasser ins Rohrnetz fördern. Bei diesen handelt es sich in vielen Fällen um sogenannte Normpumpen. Obwohl der Begriff dies suggeriert, gibt es bei dieser Pumpenart trotz der zu beachtenden Standards große Unterschiede – in der Qualität ebenso wie in den verfügbaren Funktionalitäten. Dabei ist nicht zuletzt die Energieeffizienz ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal.
Wasserverlustmonitoring 4.0 – softwaregestützte Leckerkennung
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (7/2016)
Mit der Anpassung des Ansatzes von „Industrie 4.0“ auf die Methodik „Wasserverlustmonitoring 4.0“ sind die Zusammenführung aller vorhandenen Informationsquellen in einem Versorgungssystem sowie die permanente Auswertung und zeitnahe Verfügbarkeit der Bewertung gemeint. Anhand des Fallbeispiels der Stadtwerke Fellbach wird die Vernetzung der einzelnen Informationsquellen, wie die permanenten Zustandsdaten (Durchflussdaten) und die Daten zum Versorgungsnetz (hydraulisches Rechennetzmodell), aufgezeigt. Entsprechend der „4.0“-Methodik erfolgt die Integration der Information und die Anwendung von Cloud-Technologie zur zeitnahen Auswertung und Präsentation der Ergebnisse.
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (7/2016)
Mit der Anpassung des Ansatzes von „Industrie 4.0“ auf die Methodik „Wasserverlustmonitoring 4.0“ sind die Zusammenführung aller vorhandenen Informationsquellen in einem Versorgungssystem sowie die permanente Auswertung und zeitnahe Verfügbarkeit der Bewertung gemeint. Anhand des Fallbeispiels der Stadtwerke Fellbach wird die Vernetzung der einzelnen Informationsquellen, wie die permanenten Zustandsdaten (Durchflussdaten) und die Daten zum Versorgungsnetz (hydraulisches Rechennetzmodell), aufgezeigt. Entsprechend der „4.0“-Methodik erfolgt die Integration der Information und die Anwendung von Cloud-Technologie zur zeitnahen Auswertung und Präsentation der Ergebnisse.
