Bauwerksprüfung wasserbautechnischer Anlagen - handnahe Prüfung nach DIN 1 076
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (1/2023)
Zu den Ingenieurbauwerken des Spezialwasserbaus gehören neben den Stauanlagen und deren Betriebstechnik auch Brücken über Hochwasserentlastungsanlagen, Entnahmebauwerke, Tunnel, Tosbecken, Stützbauwerke sowie Hang- und Felssicherungen im angrenzenden Bereich dieser Anlagen.
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Zu den Ingenieurbauwerken des Spezialwasserbaus gehören neben den Stauanlagen und deren Betriebstechnik auch Brücken über Hochwasserentlastungsanlagen, Entnahmebauwerke, Tunnel, Tosbecken, Stützbauwerke sowie Hang- und Felssicherungen im angrenzenden Bereich dieser Anlagen.
Begrenzung der landwirtschaftlichen Wasserentnahmen am Beispiel eines Beerenobstanbaugebietes
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2022)
In einem traditionellen Erdbeeranbaugebiet musste der stetig steigende Wasserbedarf der Beerenobstkulturen begrenzt werden. Der neue Wasserrechtsbescheid hat die Entnahmen aus Grund- und Oberflächengewässern durch die Beerenobstanbauer zu Gunsten der öffentlichen Wasserversorgung und des aquatischen Naturschutzes gedeckelt.
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In einem traditionellen Erdbeeranbaugebiet musste der stetig steigende Wasserbedarf der Beerenobstkulturen begrenzt werden. Der neue Wasserrechtsbescheid hat die Entnahmen aus Grund- und Oberflächengewässern durch die Beerenobstanbauer zu Gunsten der öffentlichen Wasserversorgung und des aquatischen Naturschutzes gedeckelt.
Zum Einfluss der Beleuchtung auf die Funktion von Fischaufstiegsanlagen und Kreuzungsbauwerken
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2022)
In einschlägigen Leitfäden und Regelwerken finden sich Empfehlungen, überbaute und abgedunkelte Abschnitte von Fischaufstiegsanlagen und Kreuzungsbauwerken zu beleuchten. Ob dies tatsächlich notwendig ist, wurde im Rahmen ethohydraulischer Untersuchungen zur Reaktion von Fischen gegenüber hell erleuchteten und abgedunkelten Abschnitten sowie Bereichen mit starken Helligkeitskontrasten überprüft. Ebenso wurde der Frage nachgegangen, ob eine Beleuchtung, z. B. für Monitoringstationen mit optischen Erfassungssystemen, den Fischaufstieg behindert.
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In einschlägigen Leitfäden und Regelwerken finden sich Empfehlungen, überbaute und abgedunkelte Abschnitte von Fischaufstiegsanlagen und Kreuzungsbauwerken zu beleuchten. Ob dies tatsächlich notwendig ist, wurde im Rahmen ethohydraulischer Untersuchungen zur Reaktion von Fischen gegenüber hell erleuchteten und abgedunkelten Abschnitten sowie Bereichen mit starken Helligkeitskontrasten überprüft. Ebenso wurde der Frage nachgegangen, ob eine Beleuchtung, z. B. für Monitoringstationen mit optischen Erfassungssystemen, den Fischaufstieg behindert.
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.
Feinrechen - Grenzen der Kirschmer- Gleichung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
Die Berechnung des Stauhöhenverlusts an Feinrechen in kommunalen Kläranlagen basiert seit Jahrzenten auf der von Otto Kirschmer 1925 entwickelten Gleichung. In der Praxis zeigt sich bei Anwendung dieser für Wasserkraftanlagen konzipierten Gleichung auf Feinrechen, dass sich die berechneten und gemessenen Werte z. T. erheblich unterscheiden. Unter Zuhilfenahme von über 900 Experimenten wurden in der Herleitung der Kirschmer-Gleichung die dafür verantwortlichen Annahmen, welche in heutigen Kläranlagen oft nicht zulässig sind, identifiziert.
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Die Berechnung des Stauhöhenverlusts an Feinrechen in kommunalen Kläranlagen basiert seit Jahrzenten auf der von Otto Kirschmer 1925 entwickelten Gleichung. In der Praxis zeigt sich bei Anwendung dieser für Wasserkraftanlagen konzipierten Gleichung auf Feinrechen, dass sich die berechneten und gemessenen Werte z. T. erheblich unterscheiden. Unter Zuhilfenahme von über 900 Experimenten wurden in der Herleitung der Kirschmer-Gleichung die dafür verantwortlichen Annahmen, welche in heutigen Kläranlagen oft nicht zulässig sind, identifiziert.
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.
