Zur Verringerung von Fischschäden in Turbinen mittels Verhaltensbeeinflussung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2021)
Um den Einfluss des Fischverhaltens auf die Schädigungsraten bei der Turbinenpassage zu klären, wurden vergleichende Untersuchungen für eine normale, unbeeinflusste Passage, eine Passage unter medikamentöser Betäubung sowie eine Passage unter Einwirkung eines elektrischen Feldes durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigen die Verhaltenseinflüsse und insbesondere die Funktionalität einer darauf beruhenden innovativen Technik zur Verringerung der Fischschäden bei Kraftwerkspassagen.
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Um den Einfluss des Fischverhaltens auf die Schädigungsraten bei der Turbinenpassage zu klären, wurden vergleichende Untersuchungen für eine normale, unbeeinflusste Passage, eine Passage unter medikamentöser Betäubung sowie eine Passage unter Einwirkung eines elektrischen Feldes durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigen die Verhaltenseinflüsse und insbesondere die Funktionalität einer darauf beruhenden innovativen Technik zur Verringerung der Fischschäden bei Kraftwerkspassagen.
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.
Wasserbauliches Versuchswesen im 21. Jahrhundert
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Das wasserbauliche Versuchswesen hat eine über hundertjährige Tradition und liefert nach wie vor einen wesentlichen Beitrag zur Beantwortung aktueller hydraulischer und morphologischer Fragestellungen. Während im 20. Jh. wasserbauliche Modellversuche oftmals die einzige Möglichkeit waren, komplexe hydraulische Fragestellungen mit einer hinreichenden Prognosesicherheit zu beantworten, liegen im 21. Jh. oftmals die Schwerpunkte in den morphologischen Experimenten und in detaillierten Grundlagenuntersuchungen. Da die zu beantwortenden Fragestellungen immer komplexer, die Naturdaten in ihrer Qualität und Quantität immer besser und die Anforderungen an die Genauigkeiten der Ergebnisse immer höher werden, sind Laborversuche unabdingbar, um weiterhin das Prozessverständnis zu verbessern. Die Erkenntnisse aus den wasserbaulichen Experimenten dienen als Grundlagen für die Lösungsansätze numerischer Modelle und sind damit auch für deren Weiterentwicklung unabdingbar.
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Das wasserbauliche Versuchswesen hat eine über hundertjährige Tradition und liefert nach wie vor einen wesentlichen Beitrag zur Beantwortung aktueller hydraulischer und morphologischer Fragestellungen. Während im 20. Jh. wasserbauliche Modellversuche oftmals die einzige Möglichkeit waren, komplexe hydraulische Fragestellungen mit einer hinreichenden Prognosesicherheit zu beantworten, liegen im 21. Jh. oftmals die Schwerpunkte in den morphologischen Experimenten und in detaillierten Grundlagenuntersuchungen. Da die zu beantwortenden Fragestellungen immer komplexer, die Naturdaten in ihrer Qualität und Quantität immer besser und die Anforderungen an die Genauigkeiten der Ergebnisse immer höher werden, sind Laborversuche unabdingbar, um weiterhin das Prozessverständnis zu verbessern. Die Erkenntnisse aus den wasserbaulichen Experimenten dienen als Grundlagen für die Lösungsansätze numerischer Modelle und sind damit auch für deren Weiterentwicklung unabdingbar.
Bemessungsbeispiele von Tosbecken unterhalb von Treppenschussrinnen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (1/2021)
Treppenschussrinnen entstanden mit der Anwendung des Walzbetons im Talsperrenbau. Sie kommen heute auch vermehrt an den Felsflanken von Schüttdämmen zur Anwendung. Systematische Modellversuche im Rahmen eines Forschungsprojektes haben gezeigt, dass Tosbecken unterhalb von Treppenschussrinnen nicht mit den gleichen hydraulischen Ansätzen wie jene nach glatten Schussrinnen dimensioniert werden sollten. Das Ziel dieses Artikels ist es, ein angepasstes Bemessungsverfahren für Tosbecken nach Treppenschussrinnen anhand von zwei Beispielen zu verdeutlichen sowie Unterschiede zu Tosbecken nach glatten Schussrinnen aufzuzeigen.
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Treppenschussrinnen entstanden mit der Anwendung des Walzbetons im Talsperrenbau. Sie kommen heute auch vermehrt an den Felsflanken von Schüttdämmen zur Anwendung. Systematische Modellversuche im Rahmen eines Forschungsprojektes haben gezeigt, dass Tosbecken unterhalb von Treppenschussrinnen nicht mit den gleichen hydraulischen Ansätzen wie jene nach glatten Schussrinnen dimensioniert werden sollten. Das Ziel dieses Artikels ist es, ein angepasstes Bemessungsverfahren für Tosbecken nach Treppenschussrinnen anhand von zwei Beispielen zu verdeutlichen sowie Unterschiede zu Tosbecken nach glatten Schussrinnen aufzuzeigen.
Die interaktive Karte des BDEW informiert über Wasserkraft und Ökologie
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (1/2021)
Die Wasserrahmenrichtlinie soll eine koordinierte Bewirtschaftung und eine Verbesserung des ökologischen Zustands bzw. Potenzials von Gewässern bewirken. Doch in den letzten Jahren werden im Bereich der Wasserkraft Natur- und Klimaschutz gegeneinander ausgespielt. Die interaktive Karte der Wasserkraft des BDEW will helfen, diesen Gegensatz aufzulösen. Denn mit ihr zeigen Betreiber von Wasserkraftanlagen, was sie unternehmen, um zu einem guten Zustand der Gewässer beizutragen.
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Die Wasserrahmenrichtlinie soll eine koordinierte Bewirtschaftung und eine Verbesserung des ökologischen Zustands bzw. Potenzials von Gewässern bewirken. Doch in den letzten Jahren werden im Bereich der Wasserkraft Natur- und Klimaschutz gegeneinander ausgespielt. Die interaktive Karte der Wasserkraft des BDEW will helfen, diesen Gegensatz aufzulösen. Denn mit ihr zeigen Betreiber von Wasserkraftanlagen, was sie unternehmen, um zu einem guten Zustand der Gewässer beizutragen.
Verluste und Auslegung von Schrägrechen anhand ethohydraulischer Studien
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2020)
Als mögliche Lösung zur Herstellung des Fischschutzes und der Durchgängigkeit an Wasserkraftwerken hat sich der schräg angeströmte Horizontalstabrechen, hier als Schrägrechen bezeichnet, inzwischen bewährt. Nun wurden anhand wissenschaftlicher Labor- und Feldstudien die Ermittlung der hydraulischen Verluste, d. h. Rechenverluste, am Schrägrechen und die hydraulischen Signaturen, welche durch den Rechen hervorgerufen werden, untersucht. Die Schutz- und Leitwirkung auf abwandernde Lachssmolts und Aale konnte daran anknüpfend in ethohydraulischen Studien für unterschiedliche Rechenparameter ermittelt werden.
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Als mögliche Lösung zur Herstellung des Fischschutzes und der Durchgängigkeit an Wasserkraftwerken hat sich der schräg angeströmte Horizontalstabrechen, hier als Schrägrechen bezeichnet, inzwischen bewährt. Nun wurden anhand wissenschaftlicher Labor- und Feldstudien die Ermittlung der hydraulischen Verluste, d. h. Rechenverluste, am Schrägrechen und die hydraulischen Signaturen, welche durch den Rechen hervorgerufen werden, untersucht. Die Schutz- und Leitwirkung auf abwandernde Lachssmolts und Aale konnte daran anknüpfend in ethohydraulischen Studien für unterschiedliche Rechenparameter ermittelt werden.
Biologische Wirksamkeit von Leitrechen-Bypass-Systemen -
Aktueller Kenntnisstand
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2020)
Für den Fischschutz und Fischabstieg an europäischen Wasserkraftanlagen wird zunehmend das Leitrechen-Bypass-System nach Ebel, Gluch & Kehl eingesetzt. Nunmehr sind für verschiedene Standorte detaillierte biologische Funktionsprüfungen des Systems verfügbar. Der vorliegende Beitrag vermittelt einen Überblick über wesentliche Ergebnisse dieser Untersuchungen, wobei auch Studien an ähnlich gestalteten Systemen mit schräg angeströmtem Horizontalrechen Berücksichtigung finden. Auf der Grundlage dieser Daten und der bisherigen Betriebserfahrungen werden praktische Hinweise für den künftigen Einsatz von Leitrechen-Bypass-Systemen abgeleitet.
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Für den Fischschutz und Fischabstieg an europäischen Wasserkraftanlagen wird zunehmend das Leitrechen-Bypass-System nach Ebel, Gluch & Kehl eingesetzt. Nunmehr sind für verschiedene Standorte detaillierte biologische Funktionsprüfungen des Systems verfügbar. Der vorliegende Beitrag vermittelt einen Überblick über wesentliche Ergebnisse dieser Untersuchungen, wobei auch Studien an ähnlich gestalteten Systemen mit schräg angeströmtem Horizontalrechen Berücksichtigung finden. Auf der Grundlage dieser Daten und der bisherigen Betriebserfahrungen werden praktische Hinweise für den künftigen Einsatz von Leitrechen-Bypass-Systemen abgeleitet.
Verbesserung des Prozessverständnisses der Kraftwerkspassage von Aalen durch neuartige Ansätze
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2020)
Die Passage einer Wasserkraftanlage kann bei abwärts wandernden Fischen zu schweren Schäden führen, welche beispielsweise durch Rechen und Bypässe, fischangepasstes Turbinenmanagement und fischangepasste Turbinen reduziert werden können. Es werden zwei Ansätze dargestellt, die das Prozessverständnis während der Kraftwerkspassage verbessern können. Beide Ansätze bieten die Möglichkeit, die Auswirkungen von Wasserkraftanlagen auf abwandernde Aale besser zu verstehen und diese in der Bemessung und Planung von Wasserbauwerken zu berücksichtigen.
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Die Passage einer Wasserkraftanlage kann bei abwärts wandernden Fischen zu schweren Schäden führen, welche beispielsweise durch Rechen und Bypässe, fischangepasstes Turbinenmanagement und fischangepasste Turbinen reduziert werden können. Es werden zwei Ansätze dargestellt, die das Prozessverständnis während der Kraftwerkspassage verbessern können. Beide Ansätze bieten die Möglichkeit, die Auswirkungen von Wasserkraftanlagen auf abwandernde Aale besser zu verstehen und diese in der Bemessung und Planung von Wasserbauwerken zu berücksichtigen.
Workshop zur Maßnahmenplanung und -umsetzung an großen Wasserkraftanlagen im Donaueinzugsgebiet
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2020)
Die Umsetzung der WRRL bedeutet an großen Flüssen eine beachtliche Herausforderung. Die Ziele können nur gemeinsam unter Einbindung aller Interessensvertreter erreicht werden. Wasserkraftunternehmen an den großen Gewässern im Donaueinzugsgebiet organisierten dazu im Jahr 2019 den Workshop „Ökologie und Wasserkraft an großen Gewässern“ mit Vertretern von Behörden, Universitäten, Planungsbüros und Fischereiverbänden mit dem Ziel, ein gemeinsames Verständnis hinsichtlich erfolgsversprechender Maßnahmen an großen Wasserkraftanlagen an großen Gewässern im Donaueinzugsgebiet zu entwickeln.
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Die Umsetzung der WRRL bedeutet an großen Flüssen eine beachtliche Herausforderung. Die Ziele können nur gemeinsam unter Einbindung aller Interessensvertreter erreicht werden. Wasserkraftunternehmen an den großen Gewässern im Donaueinzugsgebiet organisierten dazu im Jahr 2019 den Workshop „Ökologie und Wasserkraft an großen Gewässern“ mit Vertretern von Behörden, Universitäten, Planungsbüros und Fischereiverbänden mit dem Ziel, ein gemeinsames Verständnis hinsichtlich erfolgsversprechender Maßnahmen an großen Wasserkraftanlagen an großen Gewässern im Donaueinzugsgebiet zu entwickeln.
