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Heft 193 K. Weber, E. Fenrich, T. Gebler M. Kramer und M. Noack 12

1. Direktoren Prof Dr rer nat Dr Ing Andras Bardossy Prof Dr Ing Rainer Helmig Prof Dr Ing Silke Wieprecht Vorstand Stand 01 04 2009 Prof Dr rer nat Dr Ing A Bardossy Prof Dr Ing R Helmig Prof Dr Ing S Wieprecht Jurgen Braun PhD Dr Ing H Class Dr Ing S Hartmann Dr Ing H P Koschitzky PD Dr Ing W Marx Dr rer nat J Seidel Emeriti Prof Dr Ing habil Dr Ing E h Jurgen Giesecke Prof Dr h c Dr Ing E h Helmut Kobus PhD Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart Pfaffenwaldring 61 70569 Stuttgart Vaihingen Telefon 0711 685 64717 64749 64752 64679 Telefax 0711 685 67020 o 64746 o 64681 E Mail iws iws uni stuttgart de http www iws uni stuttgart de Lehrstuhl f r Wasserbau und Wassermengenwirtschaft Leiter Prof Dr Ing Silke Wieprecht Stellv PD Dr Ing Walter Marx AOR Versuchsanstalt fur Wasserbau Leiter Dr Ing Sven Hartmann AOR Lehrstuhl fur Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung Leiter Prof Dr Ing Rainer Helmig Stellv Dr Ing Holger Class AOR Lehrstuhl fur Hydrologi
2. TS IV AY DS eK ry va a we DALI EEKPOORETS Gel ndeh hen m NHN DAG AV RER f ip z ee Seewasserspiegellage 92 5m ff 94 5 TATA ANAVATAN AN N LAY V X RIS AAIEN TAYAAN ELVA a SERERR SRR POORER SEO SERA OREESERS ROBES EN RERIN REER 92 5 PORTER oe VOOR GALS ERX REITER CORSA ERR 920 ER ROEDER RK ERINNERN 4 Co en BERGE DERBI OO AREER RES 91 0 Fess NAVAS AN Nat RAVAN TLAN AANA NAV sos SAX RENNEN AIR LAZTAN ENNA 90 0 SD KICKER KEINER SICK 05 RR 08 CECE ROOR ERE RIS 89 0 TAVA a ATANAN AVAN aa AUNAN IR sss REN I 88 0 RR S RRRS ERK 875 TEKS AWAY 87 0 IEORER X AD a IAN AT YZ 86 5 OLRISAA aM TREY 86 0 COKIN 85 5 area TANTA YASA AVAVAV AT AN 85 0 E TPED NPAAAATY MYA ORDERS BERGE TAYAYATA Y AAVAVAYAYANA TH SCSEKN REN lt ATAPA AVA ATANAN wae p AT OK DAT AX AR V7 ma a a RO a S VAVATAV UY V V NV DEN Z a Ir 7 A M ndungsbucht Sohlh he 90 7 m Abb 1 2 M ndungsbereich des 2D HN Modells f r HYDRO_AS 2D ETEA ENN N eat i K A VA i iy i i Ki N i pe N i iN u i Ch M pa c Se I es ee a ee En SA L ag na ny N vi N 3 E i Wy a vA AN Wi i N i W Y A 4 N
3. 1 0E 003 G 1 0E 004 1 0E 005 mean curve 1 0E 006 data 230 waves 1 0E 007 0 0 4 0 8 1 2 1 6 2 Rp Abb 26 4 Messungen von KANIS 2008 zum mittleren Wellenuberlauf im Vergleich mit den Ergebnissen nach EurOtop Manual 2007 168 1 0E 001 1 0E 002 1 0E 003 CO 1 0E 004 1 0E 005 1 0E 006 1 0E 007 Hydraulische Modellversuche zur Ermittlung mittlerer Uberlaufmengen van der Meer amp Janssen gt _ Q 0 06 exp 5 2 R Kikkawa SI with pre wave influence S S m 0 5 k 3 86 tanh 0 317 amp g Kikkawa without pre wave influence ar m 0 5 Sa k 3 86 tanh 0 317 amp Pr 1 2 R Abb 26 5 Simulation von TACK zum mittleren Wellenuberlauf Auch die Ergebnisse der Berechnung mit dem Neuronalen Netzwerk nach EurOtop Manual 2007 weisen trotz dimensionsloser Parameter die die Wellensteilheit ber ck sichtigen sollten unterschiedlichen Kurvenverl ufe f r unterschiedliche Wellensteilhei ten auf Abb 26 6 1 0E 001 sp 0 058 m 1 6 SL sp 0 04 m 1 6 1 0E 002 SS sp 0 02 m 1 6 u N EurOtop probabilistic N 1 0E 003 S NSS NNS N S x N 1 0E 004 N N N N N N N 1 0E 005 1 0E 006 Hs 0 1m T 1 0 0 957s 1 15s 1 62s 1 0E 007 0 02 04 06 08 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 3 R Abb 26 6 Ergebnisse des Neuronalen Netzwerkes nach EurOtop Manual 2007 zum mittleren Welle
4. S22 c_010 57567 jo 75 node_1993 node_2123 node_2400 1 5E 6 933 c_010 57567 j0 node_50010 node_50174 node_50225 u 5 0 node_55028 node 55148 node 55149 2 0E 6 SG oes 25 node_57567 node_57659 node_58135 2 5646 ran air temp 33 c_040 57567 jo 0 0 3 0E 6 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 0 a 50 98 400 108 480 475 900 995 time days time days Abb 4 8 Temperatur und Spannungsentwicklung in ausgew hlten Knoten Der Anstieg der Temperaturen in den ersten Tagen nach dem Betonieren ist in Abb 4 8 links dargestellt Der Verlauf der Spannungen rechts an einem unterwasserseiti gen Knoten zeigt zu Beginn die Spannungen zufolge der Temperatur und in weiterer Folge die Entwicklung von Kragtr gerspannungen die sich durch die Neigung der Mauer zur Wasserseite hin ergeben 4 8 Literatur US Army Corps of Engineers Evaluation and Comparison of Stability Analysis and Uplift Criteria for Concrete Gravity Dams by Three Federal Agencies 2000 25 Rupert Feldbacher G Ruggeri Sliding Safety of Existing Gravity Dams Final Report ICOLD 2004 P Londe Analysis of the stability of rock slopes in Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology vol 6 issue 1 p 93 124 1973 M Sohrabi Gilani R Feldbacher G Zenz Stability of dam abutment including seismic loading 10th ICOLD Benchmark Workshop Paris 2009 B Zhu B Rao J Jia Y Li Shape Optimization of arch dams for Static
5. 2D HN Berechnung mit Q 10 m s D Q nderung durch anthropogene Ma nahmen sowie die Beurteilung der Zuflussauftei lung in M ndungsbereich Aussagen ber die Ausbreitung der transportierten Feststof fe k nnen dabei anhand der festgelegten Absinkgeschwindigkeit getroffen werden Un ie Auswertung der Simulationsergebnisse umfasste vor allem die Analyse der Ge schwindigkeitsverteilung des zuflie enden Wassers im Untersuchungsgebiet und deren w E E 8 3 H 8 g 3 E 5 gemittelte Geschwindigkeiten m s g len Flie geschwindigkeit des Wassers d 2D HN Berechnung mit Q 1 m s 2D HN Berechnung mit Q Ver st Tiefen Tobias Gierra der maximale Sinkweg abgeschatzt werden Wegen der zur Sohle hin abnehmenden Geschwindigkeitsverteilung und dem aufgrund des niedrigen Energiegehalts fruher einsetzenden Absinkvorgangs sollte der Sedimentationsprozess in der Natur eher ab geschlossen sein Bez glich der Verteilung des Abflusses der B sen Sieben lie sich feststellen dass durch eine Umverlegung des Bachlaufes auf das Gel nde der FWA und die Anordnung einer gro en und nur gering profilierten Ausuferungsfl che die durch ihre H henlage vom Seewasserspiegel entkoppelt ist im Hochwasserfall ein Gro teil des Zuflusses auf die bewachsene Fl che neben dem Gel nde der FWA abgeschlagen werden kann Der Anteil der abgeschlagenen Menge am Gesamtabfluss steigt dabei mit der J hrlich ke
6. 3 Dengg A 2005 Kolkentwicklung am Br ckenpfeiler Universit t Innsbruck Institut f r Wasserbau Diplomarbeit Betreuer Univ Prof Dr Peter Rutschmann 4 Nevada Department of Transportation 2009 Evaluation of Strategies to Control Erosion along U S Highway 50 between Carson City and Lake Tahoe http www nevadadot com reports_pubs Research_Pubs pdfs ResearchReport s 2006 06 005 Part1 pdf Version 02 2006 abgerufen am 14 12 2009 5 Mastbergen D R van den Berg J H 2003 Breaching in fine Sands and the generation of sustained turbidity currents in submarine canyons In Sediment ology 50 2003 S 625 637 6 Shaughnessy et al 2005 Introduction to Fluid Mechanics New York Oxford University Press 7 Soulsby R 1997 Dynamics Of Marine Sands London Thomas Telford 121 Markus Noack 20 Erste Schritte zur Simulation der Qualitat des hyporheischen Interstitials Markus Noack und Silke Wieprecht Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart 20 1 Kurzfassung Das hyporheische Interstitial besteht aus einer hohen Anzahl komplexer Prozesse im Kiesluckensystem von Gew ssersohlen Bez glich der kologischen Qualit t der bergangszone zwischen Grund und Oberfl chenwasser spielt der Gehalt an gel sten Sauerstoff f r die Habitatbedingungen von aquatischen Indikatororganismen eine zent rale Rolle Der Sauerstoffgehalt h ngt zum einem von morphologischen Kenngr en wie die Korngr enz
7. NN und fur den Seelhausener See von 78 m NN festgelegt Bei beiden Seen galt es eine Bewirt schaftungslamelle von 0 5 m zu ber cksichtigen Die B schungen wurden mit einer Neigung von 1 10 gestaltet da es sich bei dem Untergrund gr tenteils um aufgef llte 140 Gewasserkreuzung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche und verkippte Erdmassen handelt und so die Standsicherheit gewahrleistet werden soll Der Lober Leine Kanal besitzt ein Doppeltrapezprofil und seine Sohle liegt auf 80 m NN Abb 22 2 Durch einen Planfeststellungsbeschluss wird der Erhalt des Lober Leine Kanals vorgeschrieben Das Einleiten in einen der beiden Seen ist auf Grund der schlechten Wasserqualit t im Kanal nicht m glich 1 84 0 _ Lober Leine Kanal 84 0 Wax 82 0 Gro er Seelhausener See Goitzschesee r RE 745 HDS oe Abb 22 2 Gel ndequerschnitt im Planungsgebiet Die Abmessungen des Bemessungsschiffs wurden durch die auf dem Gro en Goitz schesee bereits vorhandenen Fahrgastschiffe MS Reudnitz und MS Vineta definiert Eine reduzierte Variante mit dem Leipzig Boot war ebenfalls zu betrachten Tab 22 1 Da der Gew sserverbund in ein Netz von Wasserwanderwegen f r Paddelboote eingebunden werden soll war zudem die M glichkeit des nassen bersetzens von Paddelbooten aus dem Lober Leine Kanal in die Seen in Erw gung zu ziehen Tab 22 1 Technische Daten der Bemessungsschiffe MS Reudnitz MS Vi
8. a Pe 1 E m am E z _ 7 ty r n te ns k ne a Me 5 u fui e ug ui J 11 LEJ a ATS 2 i sesal Fach n Da u a Se Einengung Abb 12 4 Damm parallele Anstromung Im numerischen Modell wurde der Zufluss ebenfalls seitlich durch einen schr g gestell ten Einlaufblock simuliert Die Geschwindigkeitsmessungen stimmten fur den Fall des Bemessungshochwassers ausreichend gut uberein und erreichen nahe der Hochwas serentlastungsanlage Werte bis 2 m s Dieser maximale Wert kann zur Dimensionie rung der Dammsicherung hergenommen werden 83 Fabian Gier 13 Zur Widerstandsfahigkeit von verzahnten Setzsteindeckwer ken gegen Seegangsbelastung Fabian Gier Lehrstuhl und Institut fur Wasserbau und Wasserwirtschaft Rheinisch Westf lische Technische Hochschule Aachen 13 1 Kurzfassung Setzsteindeckwerke dienen der fl chenhaften Befestigung von Ufer Damm und Deichb schungen Im K stenbereich ist es Aufgabe der Deckwerke die Energie bran dender Wellen in turbulente Diffusion umzuwandeln wohingegen an Binnenwasser stra en die Sicherung von angrenzenden Bauwerken und der Erhalt der Verkehrssi cherheit im Vordergrund stehen Setzsteindeckwerke bestehen aus einzelnen Steinen die entweder zueinander lose verlegt werden oder mit einer zus tzlichen Verzahnung verbunden sind Die Hauptbe lastung eines Deckwerks erfolgt durch das Auftreffen der Brecherzunge eines Sturz brech
9. mals mit f r den Dammbau genutzt wurde ein Tosbecken existiert nicht Nach dem letzten Hochwasser 900 m s kam es zu Erosionen am linksseitigen Ufer unterhalb der Hochwasserentlastung Aus diesem Grund wurden im physikalischen Modell einige Einbauvarianten getestet um den Schussstrahl sicher ins Unterwasser abgeben zu k nnen so dass das Gel nde gesichert ist Am rechtsseitigen Ufer musste ein g nzlich neuer Leitmauerverlauf gefunden werden da hier das 4 Feld hinzukommt Der Unter wasserstand hat auf die Energieumwandlung sehr wohl einen Einfluss besonders bei gro en Abfl ssen Da der Unterwasserstand nicht bekannt war wurde zur Absch t zung eine 1 dimensionale Berechnung mit HEC RAS durchgef hrt In Abb 12 3 ist der Unterwassereinfluss f r die Versuche mit einer langen geraden Leitwand links und der Endl sung einem kurzen ins Unterwasser hineinragenden Sporn mit einem an grenzenden Teil der alten Leitwand des 3 Feldes rechts f r verschiedene Unterwas serst nde dargestellt In der linken Bildreihe mit der langen Leitwand ist deutlich zu er kennen wie sich der Wechselsprung mit steigendem Unterwasserstand zum Damm hin verlagert Die gefundene optimierte L sung rechts ist dahingegen so gut wie un abh ngig vom Unterwasserstand Die Energieumwandlung wird konzentriert zur Mitte hingeleitet lediglich das angrenzende gerade alte Leitwandende rotes PVC wird vom Unterwasserstand unterschiedlich stark beansprucht
10. 0 10 20 30 40 50 b 0 5 10 15 20 25 Abb 11 4 Ins Hauptbecken eintretender Wasserstrahl Q 0 5 I s t Tp 4 a Berechnetes Geschwindigkeitsfeld im numerischen Modell H he Strahlachse b Visualisierung durch Farbl sungzugabe im hydraulischen Modell Zenithalfoto Beim Eintritt des sedimentbeladenen Strahls in klares ruhendes Wasser tritt ein deutli cher Unterschied auf zwischen simuliertem und im physikalischen Modell beobachte tem Str mungsbild Im Gegensatz zur Numerik zeigt der Wasserstrahl im Labor eine geringere Tendenz des Absenkens in Richtung Beckenboden was auf eine zu hohe Absetzgeschwindigkeit im numerischen Modell hinweist 11 6 Schlussfolgerungen und Ausblick Die Vorversuche haben gezeigt dass die Numerik die Str mungsverh ltnisse in klarem Wasser ausreichend genau abbildet Trotzdem sind Langzeitsimulationen n tig um Zu zeigen dass der station re Zustand im numerischen Modell effektiv erreicht wird Die gerechneten Geschwindigkeitsfelder werden im hydraulischen Modell durch UVP Messungen Ultrasonic Velocity Profiler berpr ft und das ANSYS Modell allenfalls berarbeitet Da Sedimentversuche in der vorgestellten Forschungsarbeit von zentraler Rolle sind muss die Funktionsweise des numerischen Modells f r diese Szenarien optimiert wer den In zuk nftigen Experimenten wird dabei auch das Hauptbecken eine initiale Fest stoffkonzentration aufweisen damit studiert werden kann f r welche IN OUT 77
11. CFD Simulation der D sendrossel des KW Strassen Amlach konnte mit sehr geringen Abweichungen zu den physikalischen Modellversuchen eine besonders gute berein stimmung erzielt werden Allgemein kann eine str mungstechnische Dimensionierung mit dem numerischen Werkzeug der CFD Simulation physikalische Versuche sinnvoll erg nzen und be schleunigen sowie vorauseilende Optimierung erm glichen Besonders die einfache Handhabung und die M glichkeit von Vergleichsstudien mit verschiedenen Geomet rien sowie die fortschreitenden Entwicklungen hinsichtlich Automatisierungsoptionen sind ein Vorteil 16 3D numerische Stromungssimulation von hydraulischen Ruckstromdrosseln Tab 3 2 Vergleich der numerischen und der physikalischen Ergebnisse 2 Wirbelstromdrossel KW Kaunertal ZETA AUF Modell ZETA AB Modell physikalisch numerisch Abweichung physikalisch numerisch Abweichung D sendrossel Sellrain Silz ZETA AUF ZETA AB Modell Modell physikalisch numerisch Abweichung physikalisch numerisch Abweichung D sendrossel Strassen Amlach ZETA AUF Modell ZETA AB Modell physikalisch numerisch Abweichung physikalisch numerisch Abweichung 3 4 2 Str mungszust nde der Wirbelstromdrossel des KW Kaunertal Die Besonderheit der Wirbelstromdrossel liegt darin dass eine sehr hohe Asymmetrie des Widerstandsverhaltens m glich ist Diese wird erreicht indem sich zwei unter schiedliche Str mungszust nde beim Auf und
12. Dengg 2005 betreut von Univ Prof Dr Peter Rutschmann diente als Vorlage fur den Vergleich mit der numerischen Berechnung Im Modellversuch Ma stab 1 40 wurde ein Rechteck gerinne mit einem Br ckenpfeiler der sich in der Mitte des Gerinnes befindet nachge bildet Dabei wurde der sich im L ngsschnitt nach oben verj ngende Pfeiler samt Pfahlkopfplatte nachgebaut Die Oberkannte der Pfeilerkopf7platte liegt unterhalb der Sohle Ober und unterhalb sowie links und rechts des Pfeilers wurde ein Einkornma terial d 4 7 mm eingebaut Im restlichen Bereich der Sohle des Versuchs wurden die K rner auf die Sohle geklebt Dadurch entstand um den Pfeiler herum eine bewegliche Sohle welche w hrend der Versuchsdurchf hrung erodiert werden konnte Abb 19 1 Eine zus tzliche Zugabe von Geschiebe war nicht vorgesehen Abb 19 1 bersicht Modellversuch 3 Simulationsmodell 2 Nach Versuchsdurchf hrung zeigte sich im Bereich des Pfeilerkopfes eine verst rkte Erosion in Form von Kolk Ebenfalls ist eine Anlandung des erodierten Materials hinter dem Pfeiler zu erkennen gewesen Abb 19 2 Abb 19 2 Pfeilerkolk nach Versuchsdurchf hrung 3 117 Roland Covini et al 19 5 Numerische Simulation des Geschiebetransports Das Geschiebetransportmodell in FLOW 3D erlaubt die Spezifikation von maximal 10 Kornfraktionen Darin wird zwischen der abgelagerten bzw gepackten Phase und der gel sten bzw suspendierten Phase unterschieden
13. F r jede einzelne dieser Kornfrakti onen wird eine Transportgleichung f r den abgelagerten bzw gepackten und den ge l sten bzw suspendierten Anteil gel st Der bergang vom gepackten in den gel sten Zustand und umgekehrt wird mit Hilfe von empirischen Gesetzen beschrieben Brethour 2010 19 6 Parameter F r das abgelagerte Geschiebe kann global ein Lagerungskoeffizient definiert werden Dazu kann f r jede einzelne Fraktion ein Name optional und mit hilfe nachfolgend er lauterten Parameter definiert werden Sediment Definition Number of sediment species B Maximum packing fraction 0 6400 4 1 ia i FR A Name Diameter Density Critical Drag Entrainment Bed Load Angle of Shields Number Coefficient Coefficient Coefficient Repose Degrees 0 5 0 018 8 45 0 5 8 45 Sediment 1 0 0025 2650 Sediment 2 0 0069 2650 0 018 Sediment 3 0 0105 2650 0 5 0 018 8 45 Abb 19 3 Screenshot FLOW 3D Folgende Parameter k nnen ver ndert werden e Durchmesser der jeweiligen Kornfraktion dient zur Eingabe einer vorhandenen Sieblinie e Korndichte der jeweiligen Kornfraktion e Wert des kritischen Shields Parameters konstant f r die gesamte Berechnung ansonsten Berechnung durch FLOW 3D e Stromungswiderstands Koeffizient ist abh ngig von der Kornform und der Turbulenz der Str mung e Eintrags Koeffizient als Wahrscheinlichkeitswert dass ein Partikel aus der Sohle von der Str mung erfasst und w
14. Geometry of the river at the beginning of the investigation 2006 In the past an erodible dam was created on the left bank of the river to avoid the risk of flooding connecting the upstream part before water intake with the downstream part after water intake with a floodway Due to the current division between the floodway and the main part of the river the water is losing energy and depositing the transported material in the whole upstream area see Abb 10 1 The critical situations created from the material deposit before the intake building in correspondence with high water level and the presence of infrastructure of the nearby situated village Bezau are the main reasons of the investigation Moreover after the flood of 2005 some rehabilitation works are still operating in the Bregenzer River with the problem of some bed load material loosing the natural cohesion with the result of more material rolling downstream the river and creating new sedimentation areas Owner VKW Voralberger Kraftwerke Aktiengesellschaft Fotos from Bernhard Gems Endbericht 4ydraulishcer Modellversuch Umbau Wehr Bezau Phase 1 67 Claudio Ravazzini 10 4 Model construction and characteristics The whole model is located under a tent with dimension 10 m x 25 m The model is created in a steel basin and the land geometry is realized by polystyrene with a rein forced surface The soil is moveable in the upstream and downstream part
15. Michael Muller et al Sequenzen und f r welche Parameterkonfiguration ein maximaler Sedimentaustrag aus dem Becken erreicht werden kann 11 7 Verdankung Das vorliegende Forschungsprojekt wird vom Competence Center Energy and Mobility CCEM swiss electric research und swiss energy hydropower research Bundesamt fur Energie finanziert Die Autoren danken allen Partnern fur inr Engagement 11 8 Literatur ANSYS CFX User s guide Release 12 1 Jirka H G 2004 Integral Model for Turbulent Bouyant Jets in Unbounded Stratified Flows Part 1 Single Round Jet Environmental Fluid Mechanics 4 1 1 56 Muller M Schleiss A J 2009 Monitoring und Vorhersage der Sedimentation in Pumpspeicherwerken Communication 40 du Laboratoire de Constructions Hydrauliques 11 Treffen junger Wissenschafterinnen und Wissenschafter an Wasserbauinstituten EPFL Lausanne Schweiz Schleiss A De Cesare G Jenzer Althaus J 2010 Verlandung der Stauseen gefahrdet die nachhaltige Nutzung der Wasserkraft Wasser Energie Luft Heft 1 31 40 Schleiss A Oehy C 2002 Verlandung von Stauseen und Nachhaltigkeit Wasser Energie Luft Heft 7 8 227 234 78 Modellversuch zur neuen Hochwasserentlastung des Degerforsen dam in Schweden 12 Modellversuch zur neuen Hochwasserentlastung des Deger forsen dam in Schweden Valerie Neisch Versuchsanstalt Obernach Technische Universit t M nchen 12 1 Kurzfassung In den letzten Ja
16. Monitorings sind noch nicht ausgewertet Abb 20 2 zeigt die Eikapseln links sowie die Emergenzflaschen rechts 126 Entwicklung eines Ansatzes zur numerischen Simulation von Infiltrationsprozessen Abb 20 2 Eikapseln links und Emergenzflaschen rechts 20 4 2 Simulation des Sediment Transports Um die durch das k nstliche Hochwasser und der langen Niedrigwasserphase hervor gerufenen morphodynamischen Prozesse ad quat abbilden zu k nnen wird das drei dimensionale Sediment Transport Modell SSIIM Olsen 2009 verwendet W hrend f r das Hochwasserereignis flachige Sedimentumlagerungen Mischung von Sediment schichten sowie Erosions und Sedimentationsprozesse dominierend sind interessiert w hrend der langen Niedrigwasserphase der Schwebstofftransport die Sediment Infiltration und Niederschlagsereignisse Die Starke von SSIIM besteht in einem adapti ven Netz mit fraktioniertem Geschiebetransport mobilem Gew sserbett und einem ge koppelten Ansatz zwischen Hydrodynamik und Morphodynamik womit die dreidimensi onalen Sediment Transport Prozesse im Modell abgebildet werden k nnen Durch die ver nderten Korngr enzusammensetzungen k nnen verschiedene Sub stratindizes abgeleitet werden welche f r die Beschreibung der Qualit t des Interstitial von Bedeutung sind Z B hat Dirksmeyer 2008 gezeigt dass verschiedene Feinsedi mentanteile signifikant mit dem Sauerstoffgehalt korrelieren Kombiniert mit weiteren sauersto
17. Untersuchung von Bodenproben Bestimmung der Korngr senverteilung Dirksmeyer J 2008 Untersuchungen zur Okomorphologie der Laichhabitate von Lachsen und Meerforellen in Deutschland PhD Thesis University of Cologne Germany Dumas J Marty S 2006 A new method to evaluate egg to fry survival in salmonids trials with Atlantic salmon Journal of Fish Biology 68 284 304 J ger P 1991 Morphodynamik und Uferstabilit t Wissenschaftliche Begleitung Sp lung Grundablass Livigno Stausee vom 7 Juni 1990 Arbeitsberichte zur Nationalparkforschung Wissenschaftliche Nationalparkkommission Swiss National Park Zernez Switzerland Lotspeich F B Everest F H 1981 A new method for re porting and interpreting textural composition of spawning gravel US Forest Service Research Note PNW 369 McNeil W Ahnell W H 1964 Sucess of pink salmon spawning relative to size of spawning stream of south eastern Alaska Ibid 469 15 Merz J E Setka J D Pasternack G B Wheaton J M 2004 Predicting benefits of spawning habitat rehabilitation to salmonid Oncorhynchus spp fry production in a regulated California River Canadian Journal of Fisheries and Aquatic science 61 1433 1446 Meyer Peter E Muller R 1948 Formulas for bed load transport Proceedings of the 2nd Meeting of the International Association for Hydraulic Structures Research pp 39 64 Int Assoc Hydraul Res Delft Netherlands Niepagenkempner O
18. ckhalt und entfernung durchgef hrt Nach der Pr fung von baulichen Ma nahmen im See zur Verbesserung der Vorsper renwirkung werden Ver nderungen im Einm ndungsbereich mit dem Ziel analysiert bei Hochwasser die Ausbildung eines ausgepr gten und f r den Feststofftransport re levanten Strahles zu verhindern und gro e Bereiche der zur Verf gung stehenden m ndungsnahen See und Uferfl chen f r den Sedimentr ckhalt zu aktivieren 1 2 Abstract The State Office for Flood Protection and Water Management of Saxony Anhalt LHW will close down a river water treatment plant which is operated at the mouth of the stream B se Sieben in the lake S er See district Mansfeld S dharz Therefore stud ies with two and three dimensional hydrodynamic numerical models on the conse quences of closure in terms of sediment retention and removal are carried out at the Institute of Hydraulic Engineering and Technical Hydromechanics IWD of the Tech nische Universitat Dresden Following the examination of structural measures in the lake to improve the upstream dam like effect were modifications in the mouth area ana lyzed with the aim to prevent a sedimentation relevant jet stream and to activate large parts of the lake and riparian areas nearby the mouth for sediment retention 1 3 Veranlassung An der M ndung der B sen Sieben MQ 138 240 I s in den S en See betreibt der LHW seit Januar 1993 eine Flusswasseraufbereitungsanlage FWA die
19. e Zugabezeit Der Grad der Verklausung sinkt mit Erh hung des Zugabeintervalls des Holzes Bei gr erem Zugabeintervall bildet sich ein kleinerer aber verdichteter Verklausungstep pich aus e Beginn der Verklausung Mit Beginn der Verklausung und damit Reduzierung des Br ckenquerschnitts steigt die Wahrscheinlichkeit dass weiteres Holz zur ckgehalten wird Je fr her erste H lzer zu r ckgehalten werden desto gr er ist die Ausbreitung des Verklausungsteppichs e Abfluss Der Einfluss des Abflusses spielt ab einem gewissen Schwellenwert eine eher unter geordnete Rolle f r das Auftreten der Verklausung Jedoch hat die Wassermenge ei nen Einfluss auf die Verdichtung und Kompaktheit der Schwemmholzansammlung Die hier dargestellten Ergebnisse basieren auf Versuchsl ufen mit fixierter Sohle ohne dynamische Geschiebezugabe sie resultieren aus einer station ren Betrachtung Im weiteren Verlauf erfolgt eine instation re Betrachtung unter Ber cksichtigung des Ge schiebetransportes Sowohl die komplexen Vorg nge im Br ckenbereich Ausbildung von Kolken Remobilisierung von Holz aber auch ver nderte Bedingungen beim Transport bzw bei der Mobilisierung im Gerinne oberstrom des Bauwerks bei geringe ren relativen Abflusstiefen Bezzola Gantenbein et al 2002 k nnen hierbei erfasst werden Des Weiteren werden die gemessenen Aufstauh hen und R ckstaul ngen in einfacher Weise Querschnittsreduktion Sohlerh hung in ei
20. ein 4 Wehrfeld von 17 m Breite Naturma eingebaut wird welches ebenfalls mit ei nem Drucksegment verschlie bar ist Schlie lich wurde mit einer angepassten Absen kung des Wehrbodens auf 226 0 m NN die geforderte Leistung beim neuen Bemes sungshochwasser erzielt siehe Abb 12 2 236 00 p a 235 00 V STAUZIEL aes Q k 2900 ra A A E s 233 00 gt DY a ae p a po 232 00 x Pi wi 231 00 ae nu gt 230 00 es g x a PA Po Qa 229 00 IL N Sa D 228 00 7 i 227 00 f Felder 1 3 voll ge ffnet A Felder 1 4 voll ge ffnet Krone 4 Feld 226 5 mNN 226 00 7 if Felder 1 4 voll ge ffnet Krone 4 Feld 226 0 mNN 225 00 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 Abfluss Q m s Abb 12 2 H Q Beziehung mit 3 und 4 Wehrfeldern 80 Modellversuch zur neuen Hochwasserentlastung des Degerforsen dam in Schweden Fur den Kraftwerksbetrieb wurden auch fur alle vier Felder einzeln Voll und Teil ff nungsmessungen durchgef hrt 12 3 2 Leitw nde im Unterwasser Das Gel nde verl uft unterstrom des Dammes relativ steil so dass der Unterwasser stand auf die Leistungsf higkeit keinen Einfluss nimmt Der Untergrund besteht aus stabilem Fels in den Vertiefungen gesprengt wurden aus welchen das Material da
21. glicht die Software Ver suchsdetails ma stabsgetreu und zeitnah zu dokumentieren Besonders bei Versuchen zum Sedimenttransport stellte sich Monobild als ein sehr wertvolles Hilfsmittel heraus 29 6 Literatur Monobild 2003 Digitale Bildentzerrung f r Architektur und Baugewerbe Benutzerhandbuch IDC EDV GmbH Imst sterreich Ravazzini Claudio 2010 Development of a Physical Model for flood defense in the Bregenzer River im Tagungsband des JuWi Treffens Stuttgart 11 8 14 8 2010 193
22. im GLAMORGLAR i Bart a Abb 18 1 Standort der vorgeschlagenen Severn Barrage 11 18 3 Input Output Modellierung In den Wirtschaftswissenschaften werden Input Output Tabellen dazu verwendet die Verflechtungen der verschiedenen Wirtschaftszweige einer Volkswirtschaft abzubilden und daraus beispielsweise Eingriffsm glichkeiten zur F rderung eines Wirtschaftsrau mes zu bestimmen Die Methode der Input Output Analyse als Werkzeug in der Makrookonomie wurde von Leontief 5 entwickelt Schon recht fr h wurde erkannt dass Input Output Modelle Leontief schen Typs nicht nur zur Beschreibung von Wirtschaftssystemen geeignet sind sonder auch zu vielen weiteren Systembeschreibungen geeignet sind Ein Vorteil der Verwendung vom Input Output Modellen f r die Systembeschreibung ist dass die G ter und Stoffstr me nicht alle in den gleichen Einheiten dargestellt werden m ssen sondern jedes Gut in der passenden Einheit verrechnet wird Dies bietet die M glichkeit unterschiedliche Systeme in einem Modell miteinander zu kop peln Eine typische Erweiterung von Input Output Modelle ist die eine Verkn pfung und Erweiterung eines klassischen makro konomischen Modells mit kologischen Fakto ren Hannssmann 4 stellt die M glichkeit dar wertvolle knappe aber noch preislose Rohstoffe sowie in die Umwelt emittierte Residuen mit in die Betrachtungsweise einzu beziehen Hiezu wird die Input Output Tabelle jeweils durch eine
23. ycling gt anaes a eS 2 gt JE f eines Bauwerks Instandhaltung et Abb 23 2 Lebenszyklusphasen von Bauwerken 3 Um die Restlebensdauer eines Bauwerks absch tzen zu k nnen werden in die Bau werksmanagementsysteme Sch digungsmodelle mit einbezogen die eine Zustands prognose des Bauwerks erm glichen und durch Bauwerksuntersuchungen w hrend jeder Lebenszyklusphase aktualisiert und somit verbessert werden k nnen Generell sind Bauwerksmanagementsysteme bzw Life Cycle Managementsysteme in erster Linie f r Bauwerke relevant die w hrend ihrer Nutzungsdauer Umwelteinwirkun gen ausgesetzt sind und demzufolge die Lebensdauer der Konstruktion dadurch beein trachtigt werden kann Dementsprechend betrifft dies vor allem Infrastrukturen wie Bru ckenbauwerke Tiefgaragen und Parkh user sowie Verkehrswasserbauten zum Bei spiel Schleusen und Schiffshebewerke aber auch K stenschutz und Hafeninfrastruk turen wie Deichanlagen und Kai bzw Kajenkonstruktionen Irrelevant sind solche Ma nagementsysteme bei Bauwerken bei denen ber die Nutzungsdauer hinweg keine Sch digung zu erwarten ist 3 148 Konzeptionelle Entwicklung von Ansatzen fur ein Lebensdauermanagement Des Weiteren konnen Life Cycle Managementsysteme sowohl fur Neubauten als auch fur bestehende Bauwerke oder auch nur fur spezielle Teile einer Infrastruktur ange wendet werden und sollen w hrend der Nutzungsdauer der Infrastr
24. 2 BKI BrienzKienholz seit1961 ia UER ENG Engelberg E 1 Oberaar _ le ee er E GRH GrimselHospiz seit1989 2 Grimsel 5 km CAD ean sole GUE Andermatt seit 1981 3 Raterichsboden el INT Interlaken seit 1981 4 Gelmer Schweiz GTT Guttannen seit1876 FIT ULR Ulrichen SiGe GOA G scheneralp _ seit1969 Gletscher GWA Grindelwald seit1961 Einzugsgebiet z LUN Lungern seit1961 BAFU a eee Konzession b STP St ckalp seit1984 BRW Brienzwiler seit1925 Abb 15 1 Einzugsgebiet der Aare oberhalb des Brienzersees a Einzugsgebiet mit Kraftwerksanlagen b Meteorologische und hydrologische Messstationen Bereits Ende des 19 Jahrhunderts wurde das Potential des Susten und Grimselgebie tes zur Energiegewinnung erkannt Viel Niederschlag R ckhalt durch Gletscher gros se Speicherkapazit ten solide Granitstrukturen und bemerkenswerte Fallh hen auf kleinstem Raum bieten optimale Voraussetzungen Die ersten Talsperren des Grimsel und Gelmersees sowie das Kraftwerk Handeck wurden zwischen 1925 und 1932 er 100 Hydrologisch hydraulische Modellierung von alpinen Einzugsgebieten stellt und in Betrieb genommen Seither wuchs der Kraftwerkskomplex stetig an und z hlt heute neun mit Turbinen oder Pumpen best ckte Krafth user und acht Speicher seen Abb 1a F r die Zukunft stehen mehrere Ausbauprojekte mit technischen ko nomischen und kologischen Auswirkungen an 15 4 2 Statistische Grundlagen Fur die Eichung des Ausgangsmodells sind weitreiche
25. 2010 eingehend beschrieben Der betrachtete Bereich der Entsan derkammer umfasst etwa 1 2 mal 0 9 m Abb 29 3 Um den Bereich gleichm ig von einer Position aufnehmen zu k nnen wurde ein massives Kamerastativ seitlich am Modellversuch montiert Nach jeder Belastungsstufe im Versuch wurde ein lotrechtes Photo von der Entsanderkammer genommen 29 4 2 Passpunkte f r die Bildentzerrung und Bildma st be F r die geometrische Bildentzerrung wurden insgesamt 22 Passpunkte in Form von Kreuzschlitzschrauben an den PVC Aufbauten des Modellversuchs angebracht Abb 29 3 Das Zentrum der Schrauben wurde mit einem Theodoliten in sub Millimetergenauigkeit vermessen Da die Passpunkte etwa 15 cm ber der Messebene liegen ergeben sich zwei unterschiedliche Gr enma st be in beiden Ebenen Die ge ometrische Beziehung zwischen Messebene und der Ebene der Passpunkte wurde ermittelt indem Gr enmal st be auf beiden Ebenen angebracht wurden Der Ver gleich ergab dass die auf der unteren Ebene gemessenen Ergebnisse mit dem Faktor 1 15 multipliziert werden m ssen um den Naturma stab zu erhalten 191 Michael Mett vey MEIKE 10 AAT Abb 29 3 Entsanderkammer von Bezau mit Passpunkten und Ma st ben auf Messebene unten bzw auf der Ebene der Bildentzerrung oben 29 4 3 Entzerrung der Photos und Ma stabszuweisung F r die geometrische Entzerrung wurden die einzelnen Photos in Monobild eingeladen und die gemessenen Positi
26. 24 m hohen Steinsch ttdamm einer Hochwasserentlas tung und dem Krafthaus Leistung ca 60 MW Die Hochwasserentlastung besteht aus 3 Feldern mit 2 Drucksegmenten und einem Sektorverschluss In der Versuchsanstalt wurde die Anlage im Ma stab 1 35 mit Gel ndebereichen ober und unterstrom als Froudesches Modell abgebildet F r die Leistungsf higkeits berpr fung wurde zu n chst der Istzustand mit den drei vorhandenen Wehrfeldern als Referenz festgehal ten Beim geforderten Stauziel von 234 5 m NN konnten bei voll ge ffneter Hochwas 79 Valerie Neisch serentlastung 1330 m s abgef hrt werden Der neu berechnete Bemessungsabfluss betr gt jedoch 2065 m s PMF und entspricht einem HQ 9 990 Eu A Rusksjon 4 5 t 90 Degerforsen 90 m y A St f y i i s Pr a o EI we ngermanal ven _ Edenforsen oF u xs Abb 12 1 Standort des Staudamms in Schweden am ngerman lven und Ansicht des Krafthauses und der Hochwasserentlastung von unterstrom 12 3 1 Neu geplante Hochwasserentlastung Da die drei vorhandenen Wehrfelder das neue Bemessungshochwasser nicht abf hren k nnen wird zus tzlich ein 4 Feld geplant Zwischen dem letzten Wehrfeld und dem Krafthaus besteht noch ein ausreichend gro er Zwischenraum von ca 20 Metern durch den eine Fl f rinne verl uft die in Zukunft nicht mehr betrieben wird siehe Abb 12 1 rechts Die vorhandene Breite soll voll genutzt werden so dass im Modellversuch
27. 4 3 Felskeil im Finite Element Modell und Auftriebsannahmen Die Kr fte in der Aufstandsfl che gelb in Abb 4 3 f r jedes Zeitinkrement werden ausgelesen und in einer Tabellenkalkulation auf den nun mit Masse behafteten Felskeil aufgebracht Die Standsicherheit wird mit der Londe Methode ermittelt Die minimalen Werte ber die Erdbebendauer sind in Tab 4 1 aufgelistet 22 Sei mal konstruktiv Neben einem wesentlichen Einfluss der angenommenen Auftriebsfigur Abb 4 3 fallt auf dass die Standsicherheit des Felsens bei der statischen Beanspruchung aufgrund einer zus tzlichen stabilisierenden Kraftkomponente der Mauer steigt Tab 4 1 Ergebnisse ohne und mit Einfluss der Mauer Wedge alone Acc local ax 0 16g ay 0 1067g az 0 16g Volume Im Mass kg Weight MNJ tan 35 28650 23300 7200 1 92E 06 4 99E 09 48970 Pore pressure of full Load Weight of Wedge MN U on Jh MN U on J1 MN U on J2 MN Driving Force Stabalizing SF 3 MN Force MN Pore pressure of full Weight of Wedge MN Uplift Dam Thrust Force MN Stabalizing Jh J1 J2 MN Force MN 4 6 Formgebung In einer Tabellenkalkulation wird die Form einer Gew lbemauer parametrisiert ber verschiedene Formparameter wird die Geometrie der Mauer angepasst wobei die Ein bindung und Lage der Mauer im Gel nde mithilfe eines in einem Diagramm hinterleg ten Lageplans Abb 4 4 berpr ft wird 7 PJ 72 N y m plan view Z 715 0
28. 81 Valerie Neisch ET he Fem fo oss j f f s d 5 UW 1 0 m Abb 12 3 Unterwassereinfluss bei langer Leitwand und der optimierten Form 82 Modellversuch zur neuen Hochwasserentlastung des Degerforsen dam in Schweden 12 3 3 Anstr mung Durch die seitliche Lage des Kraftwerks und der Hochwasserentlastung zusammen mit dem Gel ndeprofil des ehemaligen Flusslaufes kommt es zu einer ung nstigen paralle len Anstr mung entlang der Dammboschung die sich zur Hochwasserentlastung hin beschleunigt Dies f hrte in der Vergangenheit zu einer erheblichen Erosion in unteren Bereichen der wasserseitigen Boschung bis zu einem Meter tief die den oberfla chennahen schr gliegenden Kern gef hrdet Daher stehen Sanierungsarbeiten an Die ung nstige Anstr mung l sst sich durch die Gegebenheiten nicht verhindern daher muss der Damm in diesem beanspruchten Bereich ausreichend gesichert werden Um den Str mungsangriff zu ermitteln wurde neben Geschwindigkeitsmessungen im phy sikalischen Modell mit einem Mikrofl gel eine 3 dimensionale numerische Berechnung mit FLOW 3D durchgef hrt In beiden F llen musste die Str mungssituation im Ober wasser an die Natur angelehnt dargestellt werden Im physikalischen Modell wurde der Zufluss im Oberbecken daf r seitlich stark eingeengt um die parallele Dammanstr mung zu erzielen siehe Abb 12 4 f 1 i a h iG Li h d a i d z T m a
29. Eisensilikat weist ein hohes spezifisches Gewicht auf so dass die mit Hilfe von Eisensi likat hergestellten Deckwerkselemente im Vergleich zu Deckwerke aus Normalbeton bei gleicher Lagestabilit t eine kleinere Strukturgeometrie bzw kubatur aufweisen k nnen Dadurch kann bei der Verwendung von ESG eine Minimierung des Material einsatzes erreicht werden Jedoch liegen keine ausreichenden Erkenntnisse hinsichtlich der Einsatzf higkeit und der langfristigen Gebrauchstauglichkeit bei der Verwendung von ESG als Betonzu schlag zur Errichtung von K stenschutzelementen vor Aus diesem Grund hat die PEUTE BAUSTOFF GmbH das FRANZIUS INSTITUT f r Wasserbau und K stenin genieurwesen der Leibniz Universit t Hannover beauftragt unter Mitwirkung der Ha fenCity Universit t Hamburg HCU und der IMS Ingenieurgesellschaft mbH Hamburg die hydraulische Leistungsf higkeit des Deckwerks aus ESG bzw Normalbeton eines gesch tteten Wellenbrechers unter realen Wellenbelastungen im Vergleich zu einem Deckwerk aus Normalbeton im physikalischen Modell zu untersuchen In einer ersten Projektphase wurden im Herbst 2009 bereits Laborversuche zur Deck werksstabilit t der Wellenbrecherflanken in einem abgetrennten 1m breiten Seitenkanal des Gro en Wellenbeckens des Franzius Instituts in Hannover Marienwerder durchge f hrt Das zu untersuchende Deckwerk bestand aus 5 cm gro en W rfeln die in zwei Lagen zuf llig auf dem Wellenbrecher platziert wurden D
30. Ermittlung der berlaufmengen herangezogen die aufgrund der Komplexit t der Wellendynamik nur bedingte R ckschl sse auf die eigentlichen physikalischen Prozesse zulassen Physikalische Modelle k nnen zur Kalibrierung un sicherer Parameter in hydronumerischen Modellen dienen 166 Hydraulische Modellversuche zur Ermittlung mittlerer Uberlaufmengen Auch Bemessungsformeln zur Ermittlung von Uberlaufmengen basieren auf den Er gebnissen physikalischer Modellversuche Wesentliche Parameter in diesen Bemes sungsformeln sind Seegangsparameter der Freibord Rc die Bauwerksform und ggf die Rauheit Abb 26 1 RWS Ruhewasserstand c Wellenfortschrittsrichtung d Wassertiefe m Re Freibord m q Wellen berlauf m3 s m 0 B schungsneigung i Abb 26 1 Definition Wellenuberlauf Es ist bisher keine universelle Bemessungsformel entwickelt worden Vielmehr ist fur Standardformen Deich Deich mit Berme senkrechte Wand und deren Abwandlungen jeweils eine eigene Bemessungsformel entwickelt worden Abb 26 2 Folglich sind viele Detailausf hrungen vor der Umsetzung f r jeden Einzelfall erneut zu untersuchen Eine Zusammenfassung derzeitiger Bemessungsverfahren wird im EurOtop Manual 2007 dargestellt Abb 26 2 Beispiele f r Standardformen Senkrechte Wand B schung mit Berme Senkrechte Wand mit Felsberme EurOtop Manual 2007 26 2 1 Aufzeigen von Forschungsbedarf Um den Forschungsbedarf aufzuzeigen werden im Fo
31. Gew ssern 1981 ISBN 3 921694 49 3 en Mehlhorn Hans ee ce m OrINAWAS SEI durch Brauchwas sereinleitungen 1982 ISBN 3 921694 50 7 voran on Hafner Edzard Rohrleitungen und Beh lter im Meer 1983 ISBN 3 92 1694 51 5 Rinnert Bernd Hydrodynamische Dispersion in por sen Medien Einflu von Dich teunterschieden die Vertikalvermischung in horizontaler Str mung 1983 ISBN 3 921694 52 3 vergrifien Lindner Wulf Steuerung von Grundwasserentnahmen unter Einhaltung kologi scher Kriterien 1983 ISBN 3 921694 53 1 voro on Herr Michael Herzer J rg Kinzelbach Wolfgang Kobus Helmut Rinnert Bernd Methoden zur rechnerischen Erfassung und hydraulischen Sanierung von Grund wasserkontaminationen 1983 ISBN 3 92 1694 54 X Schmitt Paul Wege zur Automatisierung der Niederschlagsermittlung 1984 ISBN 3 921694 55 8 vergriffen M ller Peter Transport und selektive Sedimentation von Schwebstoffen bei ge stautem Abflu 1985 ISBN 3 921694 56 6 El Qawasmeh Fuad M glichkeiten und Grenzen der Tropfbew sserung unter be sonderer ri un eee a der Troofelemente 1985 ISBN 3 921694 57 4 ve en Kirchenbaur Klaus Mikroprozessorgesteuerte Erfassung instationarer Druckfelder am Beispiel seegangsbelasteter Baukorper 1985 ISBN 3 921694 58 2 Kobus Helmut Hrsg Modellierung des gro r umigen W rme und Schadstoff transports im Grundwasser T tigkeitsbericht 1984 85 DFG Forschergruppe an den Universit te
32. ISBN 3 933761 44 1 Hundecha Hirpa Yeshewatesfa Regionalization of Parameters of a Conceptual Rainfall Runoff Model 2005 ISBN 3 933761 45 X Wege Ralf Untersuchungs und berwachungsmethoden f r die Beurteilung na t rlicher Selbstreinigungsprozesse im Grundwasser 2005 ISBN 3 933761 46 8 Breiting Thomas Techniken und Methoden der Hydroinformatik Modellierung von komplexen Hydrosystemen im Untergrund 2006 3 933761 47 6 Hrsg Braun J rgen Koschitzky Hans Peter M ller Martin Ressource Unter grund 10 Jahre VEGAS Forschung und Technologieentwicklung zum Schutz von Grundwasser und Boden Tagungsband zur Veranstaltung am 28 und 29 Sep tember 2005 an der Universit t Stuttgart Campus Stuttgart Vaihingen 2005 ISBN 3 933761 48 4 Rojanschi Vlad Abflusskonzentration in mesoskaligen Einzugsgebieten unter Ber cksichtigung des Sickerraumes 2006 ISBN 3 933761 49 2 Winkler Nina Simone Optimierung der Steuerung von Hochwasserr ckhaltebe cken systemen 2006 ISBN 3 933761 50 6 Wolf Jens R umlich differenzierte Modellierung der Grundwasserstromung allu vialer Aquifere f r mesoskalige Einzugsgebiete 2006 ISBN 3 933761 51 4 Kohler Beate Externe Effekte der Laufwasserkraftnutzung 2006 ISBN 3 933761 52 2 Hrsg Braun J rgen Koschitzky Hans Peter Stuhrmann Matthias VEGAS Statuskolloguium 2006 Tagungsband zur Veranstaltung am 28 September 2006 an der Universit t Stuttgart Campus Stuttgart Vaihin
33. KOTIEL 20680 or IA Vz AHA FT kd 4 1551269e 8 2 4 1 691074e 5 23 2 9690634e 3 Z 2 2 4957355e 1 z 8 0 H t 6 0055369e 9 z 4 5 5707753e 7 z 3 1 1621767e 3 z 2 3 8710555e 1 z 8 0 20660 ku t kd S Ru 1 4475967e 9 z 4 1 0899981e 6 z 3 4 7065646e 4 z 2 5 6828425e 1 z 270 0 20640 Rd 7 2802337e 9 z 4 2 3487674e 6 z 3 1 4365929e 3 z 2 1 1094825 z 262 0 20620 20600 ang ds rotated 20580 R R z left right 5 000 0 342 715 59 0 52 0 20560 5 000 0 342 y 2Rx e 1 x 700 60 5 54 0 99540 5 000 0 342 680 62 0 56 5 7 5 000 0 342 R R gt 2 3 660 63 0 59 0 20520 5 000 0 342 640 63 0 61 0 5 000 0 342 z 610 63 0 63 5 20500 4 500 0 367 0 811174957 600 62 0 65 5 3 750 0 414 g 1 580 59 5 67 5 20480 3 000 0 481 0 3419952 560 56 0 68 0 2 250 0 535 49 0 67 0 20460 1750 0 520 35 0 64 0 1 000 495 9 0 52 0 20440 Phase 20420 20400 R R infinite neg gt parbola e 1 neg gt hyperbola e gt 1 20380 E Fish 0 1 gt ellipse with principal axis cross valley Ose pth ye Ar 7 PRO e 1 gt circle s 0 20360 I Ge a 7 7 pos gt ellipse with principal axis along dam axis 0 lt e lt 1 E Ja A UF infinite pos gt parabola e 1 20340 A zT 20320 PR KS orig 20300 z fie new re SS WY 5S delta ag een 3 o o Oo O O0 O O O O O O O O O O O O O O o A O a
34. Kr mmer verursacht Der berechnete Mittelwert f r den Ge schwindigkeitsh heausgleichswert ergibt sich mit a 1 08 Dies gilt bei einer symmetri schen Beaufschlagung und einem Gesamtdurchfluss von Q 80l s F r den asymmetrischen Lastfall mit einer Beaufschlagung des linken Abzweigerteiles von Q 80 I s erh ht sich der Wert geringf gig auf a 1 10 Weitere Lastf lle ergaben hnliche Werte weshalb f r den Bereich oberhalb der Bifurkation ein a 1 08 verwen det wurde Unterhalb der Bifurkation ergab sich f r a 1 04 entsprechend der gleichrichtenden Funktion des Konfusors 43 Wolfgang Dobler et al ane 1 Diagonal right Alpha 1 077 ane 2 Vertical Alpha 1 1039 ane 3 Diagonal left Alpha 1 1048 ane 4 Horizontal Alpha 1 0311 radius m 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 velocity Abb 6 9 Geschwindigkeitsprofile dimensionslos im Querschnitt PIV 2 Ebenen Plane 1 4 6 11 Zusammenfassung In einem hydraulischen Modellversuch wurde eine Bifurkation mit einem ffnungswin kel von 40 umfangreichen Messungen unterworfen Der Modellma stab betrug 1 8 13 Hauptaugenmerk lag auf der Bestimmung des lokalen Verlustbeiwertes f r den Abzweiger Dazu wurden Druckdifferenzen zwischen zwei Querschnitten gemessen und die Werte in weiterer Folge ber ein Extrapolationsverfahren weiter verarbeitet Zwei Verfahren wurden miteinander verglichen und die daraus erhaltenen Ergebnisse analy
35. Peakperiode 7 des Spektrums charakterisiert werden Da das Wellenbecken nur bis zu einer maximalen Wassertiefe von 0 7 m betrieben werden kann und sich der Wellenbrecher durch das drehbare Podest 0 17 m oberhalb des Wellenbeckenbodens befindet kann bei den Versuchsreihen nur ein maximaler Wasserstand von 0 5 m am Bauwerk erreicht werden Dies bedeutet dass im Gegen satz zu den Versuchen aus der ersten Projektphase wo zus tzlich auch ein Wasser stand von 0 6 m mit einer maximalen Wellenh he von Hs 0 28 m untersucht wurde die maximal einsteuerbare Wellenh he H 0 2 m betr gt da durch den reduzierten Wasserstand das Wellenbrecherkriterium fr her erreicht wird Die Wellenbelastung wird in der Versuchsreihe sukzessiv von Hs 0 1 m auf Hs 0 2 m mit der entsprechenden Wellenperiode Tm gesteigert so dass in den Versuchen eine konstante Wellensteilheit von Som 0 047 gew hrleistet ist Die Wellenanzahl einer Versuchreihe betr gt ent sprechend einer Sturmdauer von rd 3 5 bis 4 Std rd 11000 Wellen Die beiden Wellenbrecherk pfe werden w hrend einer Versuchsserie zeitgleich f r zwei unterschiedliche Wellenangriffsrichtungen untersucht Durch das Drehen des Po destes um die eigene Mittelachse sind die Wellenbrecherk pfe um den gleichen Winkel aus der Mittelachse verschoben so dass nach einer erneuten Drehung die gleiche Wellenangriffsrichtung f r den jeweiligen anderen Wellenbrecherkopf erzeugt werden kann Die Umlagerung der De
36. Software Monobild 71 Michael Muller et al 11 Modellversuche zum Einfluss von Pumpspeichersequenzen auf Stromungsverhaltnisse in einem quaderformigen Becken Michael Muller Luca Bremen und Anton J Schleiss Laboratoire de Constructions Hydrauliques LCH Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL 11 1 Kurzfassung In systematischen hydraulischen Modellversuchen wird studiert welchen Einfluss stetig wechselnde Pump und Turbiniersequenzen auf die Turbulenz und die Ablagerung von Feinsedimenten in einem quaderf rmigen Becken haben Zudem wird untersucht wie die Turbulenz durch Abfluss Dauer der Pumpspeicherzyklen sowie Position der Ein und Auslaufbauwerke beeinflusst werden kann um das Absetzen von Feinsedimenten zu reduzieren Im Vorfeld der Laborversuche wurden erste Szenarien im numerischen Modell rein hyd raulisch dann mit Feinsedimenten simuliert Der Vergleich der Resultate mit Beobach tungen im physikalischen Modell erlaubt das Numerikmodell sowie die Versuchsanla ge zu optimieren Der vorliegende Beitrag beschreibt die Modellversuche die Testan lage und die Resultate numerischer und hydraulischer Vorversuche 11 2 Abstract In systematic tests on a physical model the influence of fast and repeated change of operations between generating and pumping modes on turbulence and sedimentation process by fine sediments in a rectangular cuboid is examined It is studied how turbu lence and settling down of fine s
37. Staubal kenwehrs Dagachhu 11 30 Kaffeepause Session 6 Verkehr und K ste Moderation Tobias Gebler 11 45 Sophia Stoebenau Gew sserkreuzung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche Ermittlung und Be wertung technischer L sungen 12 00 Nannina Horstmann Konzeptionelle Entwicklung von Ans tzen f r ein Lebensdauermanagement von Hafeninfrastrukturen 12 15 Christine Hegemann Modellversuche zum Einsatz von K stenschutzelementen mit Eisensilikat Gestein als Betonzuschlag 12 30 Mittagessen Session 7 Workshop Moderation Martin Emmert 13 45 Workshop Trinkwasserversorgung in Baden W rttemberg 14 45 Kaffeepause und Posterpr sentation Session 8 Physikalische Modelle Ill Sedimente Deiche Moderation Eva Fenrich 15 15 Tobias Kubetzek Versuche zur berstr mung geotextilbewehrter Deiche 15 30 Nils Kerpen Hydraulische Modellversuche zur Ermittlung mittlerer berlaufmengen an Sturmflut schutzw nden und Deichen 15 45 Barbara Brinkmeier Modellversuche zur Geschiebetransportproblematik am Flie gew sserkraftwerk an der Unteren Salzach 16 00 Rumiana Engel Optimierung von Einlaufbauwerken und Einrichtungen zur Sp lung von Sedimenten anhand physikalischer Modellversuche Vergleich zweier Fallstudien 16 15 Michael Mett Messen aus Photos im wasserbaulichen Versuchswesen mit der Software Monobild 17 00 St ffelestour zur Villa Reitzenstein 19 00 Abendessen im Restaurant Ilysia Freitag 13 August 2010 8 00 Exkursion zum Wass
38. System verwendet Dubois 2005 Im Rahmen des Kalibrierungs und Validierungsprozesses des Modells wurden das die Hochwasserereignisse 2005 und 1987 simuliert Die Resultate entsprechen den ange strebten Qualit tskriterien und belegen die M glichkeit von Abflusssimulationen in stark beeinflussten Einzugsgebieten 15 4 Grundlagen 15 4 1 Einzugsgebiet der Aare oberhalb des Brienzersees Das Einzugsgebiet der Aare oberhalb Brienzwiler erstreckt sich ber 554 km 2003 waren 21 der Fl che vergletschert Dies f hrt zu einem glazialen Abflussregime mit einem mittleren Jahresabfluss von 35 m s Die Aare entspringt dem Unter und Ober aargletscher auf rund 2 000 m u M und durchfliesst die Speicherseen Oberaar Grim sel und R trichsboden wo der Grossteil des Wassers gefasst und in den Kraftwerken Grimsel Handeck und Innertkirchen je nach Bedarf turbiniert wird Die R ckgabe des Aarewassers in Innertkirchen erzeugt darum k nstliche Pegelschwankungen im Aa reabschnitt zwischen Kraftwerk und der Aarem ndung in den Brienzersee Brienzwil P LER A W ar y a ae Kraftwerke rcheg of A Grimsel 1 SP Pa amp B Grimsel2 Ba Ked 2 GOA GUE C Handeck 1 Lo I A D Handeck 2 eee N E Handeck3 i El CH F Innertkirchen 1 G Innertkirchen 2 D Ni 3 l H Fuhren nye 2 im Hopflauenen erg A ae Oo Ef OS ANETZ e Hauptspeicher Oberaar G B
39. Versuchs und der numerischen Berechnung gegenubergestellt der Vergleich der Zahlenwerte der Ergebnisse ist in Tab 19 1 Zu sehen 119 Roland Covini et al Time Frame 510 00211 packed sediment height net change 0 050 0 033 0172 0 9 017 0 033 0 050 SCRDIF 0 4 0 6 0 8 x Abb 19 7 Ergebnisse Versuch 3 Ergebnisse Numerik 2 Tab 19 1 Vergleich der Ergebnisse Modellversuch Numerik Pfeilerkolk Anlandung Pfeilerkolk Anlandung 0 0327 0 0221 025 19 8 Schlussfolgerungen Aus dem zahlenm igen Vergleich der Ergebnisse in Tab 19 1 l sst sich erkennen dass ein qualitativer Vergleich der Ergebnisse des Modellversuchs mit der numerischen Berechnung zul ssig ist wobei die Orte der auftretenden Extremwerte nicht berein stimmen Zuk nftig werden 3D numerische Berechnungen des Geschiebetransports 120 3D numerische Berechnung des Geschiebetransports noch Gegenstand weiterer Forschung und als Erganzung zu physikalischen Modell ver suchen ihre Anwendung finden 19 9 Literatur 1 Brethour J 2010 The Sediment and Scour Model in FLOW 3D FLOW Science Inc 2010 FSI 09 TN85 Vorabversion J nner 2010 2 Covini R 2010 berpr fung der Geschiebeberechnung in der 3D numerischen Str mungssimulationssoftware FLOW 3D Universitat Innsbruck Institut f r Infrastruktur Arbeitsbereich Wasserbau Diplomarbeit Betreuer Univ Prof Dr Ing habil Markus Aufleger
40. Wasserbau und Wasserwirtschaft U P D l T Strobl M nchen Lehrstuhl und Versuchsanstalt f r Wasserbau und Wasserwirtschaft TU M nchen Nr 94 Shields A 1936 Anwendung der hnlichkeitsmechanik und der Turbulenzforschung auf die Geschiebebewegung Mitteilung der Preu ischen Versuchsanstalt f r Wasser und Schiffbau Heft 26 53 Holger Haufe 8 Hydraulische Modellversuche Odertalsperre Holger Haufe Institut f r Wasserbau und Technische Hydromechanik TU Dresden 8 1 Kurzfassung Im Auftrag der Harzwasserwerke GmbH wurden zur Vorbereitung der geplanten Sanie rungen an der Odertalsperre 2008 09 im Hubert Engels Labor des Instituts fur Wasser bau und Technische Hydromechanik IWD der TU Dresden hydraulische Modellversu che durchgef hrt Die Untersuchungen erfolgten an physikalischen und hydronumeri schen Teilmodellen Im Rahmen mehrerer Versuchsreihen konnte die hydraulische Leistungsf higkeit und die Funktionst chtigkeit der Gesamtanlage im zuk nftig sanier ten Zustand f r drei Lastf lle einschlie lich PMF nachgewiesen werden Durch Varian tenuntersuchungen wurden Optimierungspotenziale aufgezeigt Die Versuchsergebnis se der hydraulisch optimierten Einzelma nahmen bilden die Grundlage f r effiziente Sanierungsarbeiten zur weiteren Gew hrleistung der Hochwassersicherheit der Oder talsperre f r die n chsten Generationen 8 2 Abstract On behalf of the Harzwasserwerke GmbH the Hubert Engels Laboratory
41. auf 34 Hydraulische Untersuchungen an einem Bifurkator grund von Absperrorganen Stromungsvereinigungen Abzweigleitungen und andere mehr Wahrend die Bestimmung der Rohrreibungsverluste rechnerisch gut abgesichert ist besteht fur die Bestimmung der lokalen Verluste noch immer die Notwendigkeit der Erfassung durch hydraulische Modellversuche Fur den Fall einer symmetrischen Abzweigung Bifurkation wurden die ersten diesbe zuglichen Modellversuche in Munchen zwischen 1928 und 1931 durchgef hrt Diese Versuche sind auch als die M nchner Experimente in die Literatur eingegangen Vo gel 1926 Petermann 1929 amp Kinne 1931 Vogel 1926 untersuchte rechtwinkelige Abzweiger mit Durchmessern von 15 mm bis 45 mm Die Kanten der Verschneidungen waren dabei entweder abgerundet oder scharfkantig ausgebildet In seinen Darstellun gen bezog er sich auch auf den Einfluss der Druckverluste und dem quadratischen Ab fluss Petermann 1929 und Kinne 1931 wiederholten die Versuche von Vogel mit Offnungswinkeln zwischen 40 und 60 McNown 1954 wiederholte die M nchner Experiment im hydraulischen Versuchslabor an der University of lowa diesmal mit den zur Verf gung stehenden genaueren Messaufnehmern und methoden Bei einem rechtwinkligen Abzweiger untersuchte er Rohre mit Durchmessern zwischen 12 7 mm und 50 8 mm Miller 1990 bietet in seinen Darstellungen eine F lle an Verlustbeiwer ten f r Bifurkatoren Die Parameter s
42. beim Abschwingen einstellen Beim Flie en des Wassers von der Unterkammer in den Steigschacht stellt sich ein konstan ter Widerstand ein welcher haupts chlich durch Umlenkverluste generiert wird Velocity Streamline 1 jm sh 1 Velocity Streamline 1 Im s 1 Abb 3 2 Str mungszustand beim Aufschwingeni li und Abschwingen re in der Wirbelkammerdrossel des KW Kaunertal 2 Im Falle des Ruckschwingens bildet sich nach einer Anlaufphase ein starker Drall im Drosseltorus aus welcher einen sehr hohen Widerstand generiert 17 Wolfgang Richter und Roman Gabl 0 00 nach 19 sek eres nach 31 sek Abb 3 3 Instationaren Anlaufvorgangs der Wirbelkammerdrossel des KW Kaunertal 2 In Abb 3 3 ist die Entwicklung des Anlaufverhaltens der Wirbelkammer7drossel des KW Kaunertal zu sehen Anf nglich wird die Str mung nur umgelenkt und flie t mit ge ringem Widerstand in die Unterkammer W hrend das Wasser im Bel ftungsrohr ra scher absinkt als im Steigrohr steigt die Druckdifferenz zwischen dem Steigrohr und dem Saugrohr Dadurch wird die Drallbewegung im Drosseltorus angefacht Die darge stellte Entwicklung der Wirbelstr mung bezieht sich auf einen simulierten Schaltfall im KW Kaunertal vom 19 02 2009 Die Simulation wurde als transiente Berechnung durchgef hrt Die physikalischen Randbedingungen wurden als Funktionen des Drucks 18 3D numerische Stromungssimulation von hydraulischen Ruckstromdrosseln an den A
43. dem Becken Einlaufbauwerk Die zu und abgef hrte Wassermenge wird mithilfe eines Geschwindigkeitsregulators der Pumpe konstant gehalten und mit einem Durchflussmesser kontrolliert Das Lei tungssystem zwischen Durchflussmesser und Mischbecken besteht aus beweglichen Plastikrohren Die Zuleitung ins Hauptbecken erfolgt ber ein 1 0 m langes starres PVC Rohr von 4 8 cm Innendurchmesser das auf der Frontseite des Quaders an ein aus str mungstechnischen Gr nden trompetenf rmiges Ein Auslaufbauwerk an schliesst Abb 11 2 a und b 74 Modellversuche zum Einfluss von Pumpspeichersequenzen auf Stromungsverhaltnisse oe A n X b c Abb 11 2 a Zeichnung und b Foto des trompetenf rmigen Ein Auslaufbauwerks c Im Modell als Feinsedimente verwendete gemahlene Baumnussschalen a 11 4 3 1 43 Sedimente F r die Sedimentversuche im hydraulischen Modell werden gemahlene Wallnussscha len gew hlt Abb 11 2 c Diese sind nahezu koh sionslos leicht spezifisches Tro ckengewicht ps 1480 kg m und homogen Ihre geringe Dichte erlaubt ein hnliches Verh ltnis zwischen Str mungsgeschwindigkeiten im Beh lter und Absetzgeschwin digkeit der Sedimente wie in natura herzustellen Der mittlere Durchmesser des ver wendeten Materials liegt bei dm 120 um Die Sedimente k nnen zu Versuchsbeginn in beiden Becken durch am Behalterboden zugef hrte Druckluft aufgewirbelt werden so dass eine homogene Wasser Sediment Mi
44. der sich mehr als einen Durch messer von seinem Ursprungsort bewegt hat zur Ermittlung des Schadens ber cksich tigt Die Breite des Testbereichs entspricht in diesem Falle der Mantelfl che des Wel lenbrecherkopfes Ein Vorteil dieser Schadensermittlung ist dass auf diese Weise der Schadensbeginn bis hin zur Zerst rung des Deckwerks f r jede signifikante Wellenh he dokumentiert werden kann 24 4 2 Einfluss der Steindichte auf die Lagestabilit t f r Wellenbrecherk pfe Die Ermittlung des Einflusses der Materialdichte eines Wellenbrecherelementes auf die Lagestabilit t des Deckwerks kann durch die Darstellung der Schadenskennzahl Nop ber die Stabilit tszahl Ns erreicht werden Die Stabilit tszahl ist nach HUDSON 1959 definiert als H N I 2 1 xn Pw 2 158 Modellversuche zum Einsatz von Kustenschutzelementen Zum jetzigen Zeitpunkt dauern die Versuchsreihen und Analysen noch an Es liegen derzeit keine detaillierten Auswertungen der Versuchsergebnisse der zweiten Projekt phase vor Unter der Ber cksichtigung der wesentlichen Erkenntnisse der ersten Projektphase kann jedoch davon ausgegangen werden dass die Deckwerkselemente aus ESG auch bei einem schr gen Wellenangriff eine deutlich h here Lagestabilit t aufweisen als das Deckwerk aus Normalbetonw rfeln Die Versuchsreihen und Ergebnisse werden im Folgenden pr sentiert und mittels erster Analysen f r die praxisnahe Verwendung und Dimensionierung von Welle
45. des Wellen generatorpaddels zur Generierung einer Solitarwelle mit einer Wellenh he von 0 5 facher Ruhewassertiefe Da das Wasservolumen innerhalb des Wellenbergs genau dem durch das Paddel verdrangten Volumens entspricht ergibt sich der notwendige Paddelhub aus dem Wellenbergvolumen dividiert durch die Ruhewassertiefe 63 Helge Fuchs Abb 9 3 Tangenshyperbolik f rmige Bewegungskurve des Wellen generatorpaddels fur H 0 5 Ein wichtiges Mittel zur Absch tzung von Massstabseffekten ist die Untersuchung einer Modellfamilie Durch Versuche an mindestens drei verschiedenen Massst ben k nnen R ckschl sse ber Modelleinfl sse in allen vier Bereichen der Modellierung getroffen werden n mlich 1 Wellengeneration 2 Wellenpropagation 3 Wellenauflaufen und 4 berstr mung Dazu ist gegenw rtig ein Ufer im geometrischen Massstab 1 2 be zogen auf die Uferabmessungen der sp teren Hauptuntersuchungen im Kanal einge baut Abb 9 4 S mtliche Einbauten im Kanal werden aus PVC gefertigt besitzen dementsprechend eine glatte Oberfl che und sind undurchl ssig Die Ruhewassertiefe betr gt hier d 0 1 m und die Uferh he w 1 25d 0 125 m Die Uferneigung wird innerhalb der Modelfamilie nicht variiert und betr gt f r alle drei zu untersuchenden Massst be 1 5 V H woraus eine 0 625 m lange Uferb schung resultiert Der Auflauf prozess wird fur Solitarwellen im Bereich von 0 1 lt H lt 0 7 beobachtet Die Kanalbreite
46. durchgef hrt Das Ver suchsprogramm beschr nkt sich auf senkrechte W nde auf ebener Sohle und Deiche mit aufgesetzter senkrechter Wand Die physikalischen Modellversuche zum senkrechten Wellenauflauf werden in einem 1 0 m breiten abgetrennten Bereich im Wellenbecken WBM des Franzius Instituts in Hannover Marienwerder durchgef hrt Die Ergebnisse sollen zur Validierung des ma 170 Hydraulische Modellversuche zur Ermittlung mittlerer Uberlaufmengen thematischen Modells OTT 1D NLWKN herangezogen werden da bisher kaum ge eignete Vergleichsdaten vorliegen Die Modellversuche zum schragen Wellenauflauf werden im WBM mit Hilfe einer stu fenlos drehbaren Plattform durchgefuhrt Diese ermoglicht die Positionierung des Bau werks in einer beliebigen Wellenanlaufrichtung Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen in die Kalibrierung eines 3D Modells des NLWKN zur Ermittlung von Wellenuber laufmengen einflie en Die Untersuchungen beschranken sich auf mittlere Uberlaufmengen zwischen 0 5 I s und 5 0 l s Maximale Uberlaufmengen auf Grundlage statistischer Extrapolationen werden nicht ermittelt 26 3 Diskussion Wang und Grune 2005 haben gro ma st bliche Laboruntersuchungen im Gro en Wellenkanal in Hannover durchgef hrt und weisen auf Ma stabseffekte infolge des hohen Lufteintrags in brechenden Wellen bzw dem sich nach oben ausbildenden Wasserstrahls hin die sich in kleinma st blichen Modellen ausbilden Ein Vergleich mit
47. eine Gewichtsmauer wird mit gangigen Ansat zen nach der Starrkorpertheorie verglichen Der Einfluss einer Bogenstaumauer die dadurch zusatzlich wirkenden Krafte und Wasserdrucke auf die Stabilitat eines Felskeiles in deren Fundierung wird fur statische und dynamische Beanspruchungen untersucht Die Formgebung einer Bogenstaumauer wird anhand ihrer Geometrie der Kurvendefi nition der Horizontal und Vertikalschnitte hinsichtlich maximal zul ssiger Spannungen optimiert Die Temperatur und Spannungsentwicklung wahrend der Errichtung einer Bogen staumauer werden mithilfe eines sich sequentiell andernden Finite Elemente Modells berechnet 4 2 Abstract This article gives some examples for a part of the area of application of the Finite Ele ments Method on the field of hydraulic engineering In addition to considerations hy draulics and water management also the structure itself has to bear given loadings and the stability has to be assured A calculation of the pore water pressure underneath a gravity dam is compared with values given in various standards The influence of an arch dam the additional forces and water pressures on the stabil ity of a rock wedge in the foundation is investigated for static and dynamic loads The shape of an arch dam is using its geometric definition the shape of its horizontal and vertical sections optimized according to maximal allowable stresses The development of the temperature and the st
48. f r Wasserbau die Erosion unterhalb von geotextilen B schungssicherungen untersucht Hier soll der Zusammenhang zwischen der Hohl raumgr e der Materialdurchl ssigkeit und dem B schungsmaterial in Hinblick auf die Erosionsgefahr unterhalb der Geokunststoffe erforscht werden 25 8 Literatur DIN 19712 1997 DIN 19712 Flussdeiche Beuth Verlag GmbH Berlin DVWK 1989 DVWK Merkblatt 209 1989 Wahl des Bemessungshochwassers DVWK Merkblatt vol 209 1 ed Deutscher Verband f r Wasserwirtschaft und Kulturbau Verlag Paul Parey Hamburg und Berlin ISBN 3939057789 Goris A 2008 Bautabellen f r Ingenieure mit Berechnungshinweisen und Beispielen Mit 1 CD ROM 18 ed Werner Neuwied ISBN 3804152368 Hewlett H 1987 Design of Reinforced Grass Waterways Ciria Report Construction Industry Research amp Information Association ISBN 0860172856 165 Nils B Kerpen und Karl Friedrich Daemrich 26 Hydraulische Modellversuche zur Ermittlung mittlerer Uber laufmengen an Sturmflutschutzwanden und Deichen Nils B Kerpen und Karl Friedrich Daemrich Franzius Institut fur Wasserbau und Kusteningenieurwesen Leibniz Universitat Hannover 26 1 Kurzfassung Aufgrund bestehenden Forschungsbedarfs wird der Wellen berlauf an Sturmflut schutzw nden und Deichen erneut in hydraulischen Modellversuchen analysiert Ab weichungen zwischen Messungen am Franzius Institut und den Bemessungsformeln aus dem EurOtop Manua
49. flown without taking damage the detriments occurring in the future will be significantly reduced A flooding of the hinterland will not be prevented but the evacuation time then increases At the same time the destructive force of a tidal wave occurring in the case of a dike breach is eliminated 160 Versuche zur berstr mung geotextilbewehrter Deiche The development of such a revetment is the goal of the present investigation at the Department of Hydraulic Engineering at the Technische Universitat Darmstadt 25 3 Allgemeines Die H he der Deiche in Deutschland richtet sich im Normalfall nicht nach dem maximal m glichen Hochwasser Probable Maximum Flood kurz PMF sondern nach einem Hochwasser welches in seiner H he statistisch in einer gewissen Anzahl von Jahren immer wieder auftritt Entlang des Rheins in Hessen betr gt dieses Wiederkehrintervall derzeit z B 200 Jah re wobei einige besonders sch tzenswerte Objekte oder Abschnitte auch gegen selte ner auftretende Hochw sser gesch tzt werden k nnen DVWK 1989 Die Bauweise eines Deiches nach den heutigen Regeln der Technik Abb 25 1 sieht dabei nicht vor dass der Deich einem signifikant h heren Wasserstand als seinem Bemessungshochwasser ausgesetzt ist ohne Schaden zu nehmen Wasserseite Landseite Bemessungs Freibord Deichkrone hochwasserstand x y BHW i a Te Ufer Deichfu gee Deichh he a Deich Deichfu Deich f i ver
50. gibt eine bersicht ber die Vermessungen vor und nach dem k nstlichen Hochwasser im September 2009 Tab 20 1 bersicht ber die Vermessungen vor und nach dem k nstlichen Hochwasser im September 2009 Parameter vorher nachher Hydrograph X X Topographie X X Sauerstoffgehalt X Sedimentproben X x Photosieving X X Geschw Gradient X Temperatur X X Biologisches Monitoring Um die Auswirkungen der ver nderten Lebensraumbedingungen auf den Reprodukti onserfolg der Bachforelle zu erfassen wurden jeweils drei engmaschige Eikapseln in insgesamt neun k nstlichen Laichgruben vergraben Die Eikapseln wurden erstmals von Scrivener 1988 entwickelt und von Dumas 2006 modifiziert Die Kapseln werden mit zehn Eiern gef llt und durch einzelne K rner voneinander separiert Die Kapseln haben eine L nge von 9 cm und einen Durchmesser von 0 9 cm und sind mit einem Edelmetallgitter Maschenweite 1 4 mm ausgekleidet Zus tzlich wurden sogenannte Emergenzflaschen 20 cm x 12 cm ausgebracht welche ebenfalls mit einem 1 4 mm gro en Maschengitter ausgekleidet waren und in der die geschl pften Br tlinge die M glichkeit hatten aus dem Interstitial aufzusteigen In einer zweiten analog aufgebau ten Flasche werden die aufgestiegenen Jungfische erfasst und statistisch ausgewertet In jedem Altersstadium w hrend der Reproduktion Augenpunktstadium Schlupfzeit wird ein der drei Kapseln pro Laichgrube kontrolliert Die Ergebnisse des biologischen
51. gig gr er da sich die horizontale Wasserdruckbelastung mehr auf die Mauermitte konzentriert Auf der Luftseite treten dagegen geringere Spannungen auf 32 Raumliches Tragverhalten von Schwergewichtsmauern 0 H 70m HN 1 0 6 500000 sa a 35 Iy T y 1000000 B 1 00 3 B 1 05 SE 1500000 B 1 10 oO B 1 15 at gt 2000000 PS E B 1 25 amp E 8 1 30 2500000 S 3000000 3500000 0 10 20 30 40 50 Abstand zur Wasserseite m Abb 5 5 Vertikale Druckverteilung von 70 m hohen Talsperren mit einer Hangneigung von 1 0 6 a 3 5 und bei unterschiedlichen Verhaltnissen mit B R R B 5 6 Schlussfolgerung Etwa 30 der Schwergewichtsmauern in Deutschland besitzen eine a Verhaltnis gro Ber als 7 5 Die Studie zeigt dass fur diese F lle in erster Linie eine zweidimensionale Unterstromung auftritt und kein raumliches Tragverhalten vorliegt Weiter 50 der Mauern haben einen a Wert zwischen 4 5 und 7 5 Hier wird die Spannungsverteilung lediglich geringfugig durch die Talform beeinflusst Die verbleibenden 20 der Mauern sollten mit dreidimensionalen Modellen berechnet werden sofern eine seitliche Lastab tragung in die Talflanken durch vertikale Dehnungsfugen und Maueroffnungen wie bei spielsweise Hochwasserentlastungen nicht gestort wird Weist der Maueruntergrund ein heterogenes raumliches Trennflachensystem auf sollten unabhangig von der Mauergeometrie dreidimensi
52. hrt Die Ergebnisse der verschiedenen Ver suchsreihen wurden umfangreich analysiert und dokumentiert so dass die Harzwas serwerke GmbH auf Grundlage der Versuchsergebnisse mit den Sanierungsarbeiten beginnen kann Die am IWD untersuchten und hydraulisch optimierten Einzelma nah men werden dann zu einer effizienten Bauausf hrung beitragen und anschlie end die Hochwassersicherheit der Odertalsperre f r die n chsten Generationen gew hrleisten 8 7 Literatur IWD 2009 Hydraulische Modellversuche Odertalsperre Forschungsbericht TU Dresden IWD 2009 04 unver ffentlicht 59 Helge Fuchs 9 Auflaufen von Impulswellen Helge Fuchs Versuchsanstalt fur Wasserbau Hydrologie und Glaziologie VAW ETH Zurich 9 1 Kurzfassung Ein Impulseintrag durch Lawineneinsturz oder Felsrutsch in einen See oder ein k nstli ches Reservoir erzeugt Impulswellen Diese vergleichsweise langen Wellen besitzen ein gro es Schadigungspotenzial W hrend die Wellenparameter in Abh ngigkeit der Rutscheigenschaften im Vorfeld bestimmbar sind lassen sich die Auswirkungen der Wellen vor allem bei der Ufer berstr mung jedoch nur schwer bestimmen Einen Bei trag dazu soll dieses vom Schweizer Nationalfonds SNF finanzierte Forschungspro jekt leisten Mit physikalischen Modelluntersuchungen sollen das Auflaufen von Soli t rwellen und der bergang in eine Ufer berstr mung fokussiert werden Der Verlauf der Wellenh he w hrend deren Propagation zum Ufer
53. ist dabei ebenso von Interesse wie die Abflusstiefen und das Str mungsfeld auf dem Ufer Mit Hilfe der Particle Image Velocimetry PIV soll die Energieumwandlung am bergang vom Auflaufprozess zur Ufer berstr mung quantifiziert werden 9 2 Abstract Impulse waves in reservoirs or natural lakes may result from mass impact such as rock slides or avalanches Having a comparably large wavelength the resulting waves con tain a large damage potential Whereas wave parameters may be predicted in advance of their generation depending on the initial slide parameters the effect of wave run over is difficult to predict This research project financially supported by the Swiss National Science Foundation SNF intends to fill in this gap Solitary wave run up and overland flows are therefore investigated by physical laboratory modeling The evolution of wave heights during run up and the flow depths and the flow field during run over are of par ticular interest Particle Image Velocimetry PIV is used to quantify energy conversion during run over processes 9 3 Einleitung Impulswellen k nnen in einem See oder Speicher entstehen wenn ein Impulseintrag z B durch eine Lawine oder einen Felsrutsch stattfindet Aufgrund der meist kurzen Propagationsdistanz zum Gegenufer werden die resultierenden langen Wellen kaum ged mpft und verursachen dann beim Auflaufen am Gegenufer gro e Sch den Diese 60 Auflaufen von Impulswellen werden dabei durc
54. ist in Abb 13 2 dargestellt Ein Setzstein wird aus dem Verbund gepresst wenn die wirkende Auftriebskraft F verursacht durch Wellenablauf die Reibungskraft F und die Gewichtskraft Fy des Setzsteins bersteigt Die Auftriebskraft ergibt sich aus der Integration des Auftriebdrucks ber die Setzsteinl nge F F Reibungskraft F Gewichtskraft F Auftriebskraft Abb 13 2 Einwirkende Kr fte auf einen Setzstein ver ndert nach CUR 1995 Bezugnehmend auf die Gleichung 39 1 kann die Widerstandskraft eines Setzsteins ohne Verzahnung nach Bezuijen und Breteler 1996 als maximale Druckh hendiffe renz ber die Deckschicht folgenderma en beschrieben werden ds A D cosa w sina 4 mit Pst maximaler Druckhohenunterschied uber der Deckschicht ohne Anheben eines Setzsteins m 88 Zur Widerstandsfahigkeit von verzahnten Setzsteindeckwerken gegen Seegangbelastung A relative Setzsteindichte Ds Setzsteindicke m a Boschungswinkel Wr Reibungskoeffizient zwischen den Setzsteinen Setzsteine k nnen aus dem Deckwerk gepresst werden wenn der maximale Druckh henunterschied ber der Deckschicht st vgl Gleichung 4 den maximalen Druckh henunterschied uber dem gesamten Deckwerk w vgl Gleichung 3 unterschreitet Bezuijen et al 1990 13 4 2 Widerstandsf higkeit des Setzsteindeckwerks gegen die Druckschlagbe lastung Die Druckschlagbelastung kann nach Rijkswaterstaat 1998 d
55. k EN aN IN hy ie WACK N W LO aie i ant y A ae Abb 1 3 3D HN Modell in FLOW 3D Gitter 10 fach vergrobert inleitung Flie gew ssere lerung einer Tiefengemittelte Geschwindigkeiten im M ndungsbereich 3D HN Berechnungsergebnisse HN Modell und 2D der Vergleich 1 5 Ergebnisse Tab 1 1 INNEN SZ gt SR N N mr N V NN NN N A RRA NN SO AN SINN N IN N N N RNY ICONS 5 4 NANNTE AY cA Vi Ata WAN DEE ay IE y IK lt A i LN TA LL 0 27 m s 1 mis Q Tiefengemittelte Geschwindigkeiten m s 0 8 m s Q AAAA VAAN VW AEN A R NEN LAPIS NDE RR A Tiefengemittelte Geschwindigkeiten m s Izonta hor OR KT NN KARA NV A m s vay vA y a NI van Ki KZ is N N AAV IS ZU einer 2 16 m s 6 31 m s 4m ls 10 m s 3D HN Berechnung mit Q Tiefengemittelte Geschwindigkeiten m s Q Q Q Q ter der ung nstigen Annahme dass die mittleren Schluffk rner b hrer vertikalen Absinkgeschwindigkeit ent gemittelte Geschwindigkeiten m s 3D HN Berechnung mit Q 1 m s 3D HN Berechnung mit Q 10 m s Tiefen ie i spricht durch den Energiegehalt des Gewassers in Suspension gehalten werden kann 2 1 m3 s 4 5 m s Q Q A m ls AAN AMANDA 10 m s
56. mungskomponenten und Wassereigenschaften konnten die Modelle zwar nicht kalibriert werden die berechneten Ergebnisse k nnen aber dennoch zur qualitati ven Einschatzung und zum Systemverstandnis der abgebildeten hydraulischen Pro zesse herangezogen werden In 2D HN Berechnungen wurden uberschlaglich die Geschwindigkeitsverteilungen fur einen ungesteuerten Seezulauf ermittelt Dabei wurden verschiedene Hochwasserab flusse und deren Aufteilungen in einem Komplexbauwerk berucksichtigt In einer Vari antenuntersuchung wurde eine Umgestaltung des Gelandes der FWA hin zu einer in tegrierten L sung mit einer seitlichen berlaufm glichkeit in Richtung des verschilften Gel ndes neben der FWA und einer gegliederten berlaufschwelle zur beruhigten Zu f hrung einer Hochwasserwelle in den M ndungsbereich untersucht Zur Feinmodellie rung wurde auf der Grundlage des Finite Elemente Berechnungsnetz der 2D HN Modellierung der Vorzugsvariante ein 3D HN Modell mit einer Gitterweite von 0 25 x 0 25 x 0 10 m 2 718 389 Berechnungszellen erstellt Tobias Gierra
57. nahmen nach unterschiedlichen Zeitabschnitten und dementsprechend mit verschieden gro em Aufwand und Kosten Die Strategie 2 beinhaltet Ma nahmen in einem konstanten zeitlichen Abstand mit ver gleichsweise hnlichem Aufwands und Kostenumfang Aus dieser sehr vereinfachten Darstellung ist erkennbar dass bei der Strategie 1 durch die versp teten aber not wendigen Instandhaltungsmafsnahmen die Kosten f r ein Ersatzbauwerk wesentlich fr her anfallen als es bei der Strategie 2 der Fall w re Somit kann je nach gew hlter Instandsetzungsstrategie die Lebensdauer eines Bauwerks verl ngert und demzufolge der Investitionszeitpunkt f r ein Ersatzbauwerk hinausgez gert werden 2 F r diese optimierte Instandhaltungsplanung werden daher Bauwerksmanagementsys teme BMS bzw Life Cycle Managementsysteme LCM ben tigt die ein Bauwerk ber alle Lebenszyklusphasen w hrend der Nutzungsdauer hinweg begleiten Diese Phasen unterteilen sich in Planung und Bemessung Ausf hrung und Abnahme Bau werks berwachung Instandhaltung Instandsetzung und Ert chtigung bis hin zum Ab riss oder Recycling des Bauwerks Abb 23 2 Pr SEE MO j Ausfiihrung a Bauwerks N Abnahme j berwachung J gt p gt gt p aa lt A gt Planung Lebenszyklusphasen Bemessung J lt P lt o LEE TE EEG E _ lt i SS we Abriss A Instandsetzung Recyclin Ert chtigun j
58. of the Institute for Hydraulic Engineering and Technical Hydromechanics of TU Dresden accomplished hydraulic model tests in 2008 09 in preparation for the planned rehabilitation works of the Oder reservoir The investigations were carried out at physical and hydronumeric partial models With several test series the hydraulic efficiency and the efficiency of the future rehabilitated overall system could be proven for three load cases including PMF Potentials for optimization were pointed out by investigations of variants The test re sults of the hydraulically optimized individual measures form the basis for efficient re habilitation works in order to guarantee the safety against dam overtopping of the Oder dam for the next generations 8 3 Einleitung 8 3 1 Odertalsperre Am Sudwestrand des Harzes wurde zwischen 1930 und 1933 bei Bad Lauterberg Niedersachsen die Odertalsperre errichtet die dem Hochwasserschutz der Energie erzeugung und der Niedrigwasseraufhohung des Unterlaufes der Oder in Trockenzei ten dient Die Gesamtanlage besteht neben der 56 m hohen Hauptsperre Erddamm 54 Hydraulische Modellversuche Odertalsperre mit Betonkern aus einem unterhalb gelegenen Ausgleichsbecken ca 200 m x 700 m das wiederum durch einen 7 5 m hohen Erddamm mit integrierter Wehranlage begrenzt wird Das Reservoir der Hauptsperre und das Ausgleichsbecken wurden bis Anfang der 1990er Jahre als Pumpspeicherkraftwerk betrieben 8 3 2 Aufgabenstell
59. of the most important renewable energy sources in Southeast Europe On a global scale it helps to increase the share of electricity production by re newable sources but on a local scale it creates ecological impacts in river ecosystems The EU project SEE Hydropower deals with the optimization of water resources man agement and the improvement of hydropower implementation with respect to the envi ronment The objectives of the project are the review of the state of national legislations and the national water resources management concerning hydro power implementation as well as the summarization of different management methodologies for reservoir op eration in the Southeast European partnership countries Concerning the implementa tion status of the Water Framework Directive significant differences were observed in the national legislation and the national and regional water resources management in the project area In this paper the main focus is laid on the presentation of the EU pro ject SEE Hydropower and on its results concerning the implementation of the Water Framework Directive and the existing differences between the project countries 92 Water and Energy Challenges for the Future 14 3 Introduction Due to the fact that in Southeast Europe SEE water is one of the most important re sources for renewable energy production the project SEE Hydropower is an important part of the Southeast Europe Programme which is
60. ohne Oberbodendeckung eingebaut wurden fehlt eine vertikale Auflast die die Kunststoffbahnen auf den Deichk rper welcher aufgrund nat rlicher Unebenheiten nie vollkommen plan ausgef hrt werden kann presst So befinden sich unterhalb der 164 Versuche zur berstr mung geotextilbewehrter Deiche Kunststoffe Hohlr ume die ein ungehindertes Str men des Wassers erm glichen Hin zu kommt dass das Material ber eine hohe Steifigkeit verf gt und Falten und Beulen nicht mehr aus den verlegten Bahnen herausgearbeitet werden k nnen Das umgelagerte Feinmaterial verschlie t im unteren Bereich der B schung die Poren des Vliesstoffs Da das hangparallel stromende Wasser dort wieder austreten muss entsteht ein Druck auf das Deckwerk welcher zum Ausziehen der Bodenn gel f hrt Sind die Bodenn gel nur ber die untere Gitterlage in den Boden eingeschlagen kann es zu einem Versagen der Schwei punkte kommen w ki f mgs E P 7 a e f a P F gt ae o WR x oer 27 an Stee gt X i ER a 4 x re Rey oa X P SEN u W gt y le go he HA 2 A se ety U w5 ANN vay ne Abb 25 5 Deichk rper nach dem Versuch 25 7 Ausblick Die Versuchsfelder am Deich sind mittlerweile mit einer Oberbodenschicht und Vegeta tion bedeckt Nach Ausbildung einer ausreichenden Rasendecke kann voraussichtlich im Sp tsommer 2010 mit einem neuen Versuch begonnen werden Parallel wird in der Versuchshalle
61. ren basierend auf der kleinsten Quadratmethode bestimmt Mittels Particel Image Ve locimetry PIV werden an mehreren Stellen in der Installation Geschwindigkeitsprofile aufgenommen Damit besteht die M glichkeit die Rauigkeit aufgrund des logarithmi schen Wandgesetzes sowie Sekund rstr mungen im Bifurkator zu bestimmen 6 2 Abstract In this paper the model test of a Y bifurcator of a power plant will be introduced The model test consists of a 42 bend a straight pipe from the bend to the Y branch and two branching pipes with a branching angle of 40 The secondary flow caused by the bend will be made visible by a Particle Image Velocimetry PIV The roughness will also be determined with PIV The downscaling of the hydraulic model test is based on the Reynolds law This causes too high discharge rates in the model test and an ex trapolation with a linear polynomial based on the least square method is used to get the discharge rate in respect to the head loss The head losses and the corresponding local loss coefficient will be presented and compared by either a linear or polynomial extrapolation 6 3 Einleitung Bei der Planung und Konstruktion von Druckrohleitungen wasserbaulicher Anlagen stellen die hydraulischen Verluste einen bedeutenden wirtschaftlichen Faktor dar Ne ben den Rohrreibungsverlusten bilden die lokalen Verluste den zweiten wichtigen Pa rameter Dazu z hlen Ver nderungen im Querschnitt Krummungen Einbauten
62. rg Ein Beitrag zur Berechnung des Erdwiderstandes un ter Ansatz der logarithmischen Spirale als Gleitfl chenfunktion 1970 Schulz Manfred Berechnung des r umlichen Erddruckes auf die Wandung kreis zylindrischer K rper 1970 Mobasseri Manoutschehr Die Rippenst tzmauer Konstruktion und Grenzen ihrer Standsicherheit 1970 Benk Dieter Ein Beitrag zum Betrieb und zur Bemessung von Hochwasser r ckhaltebecken 1970 Verzeichnis der Mitteilungshefte 3 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Gal Attila Bestimmung der mitschwingenden Wassermasse bei berstr mten Fischbauchklappen mit kreiszylindrischem Staublech 1971 voror on Kuz Klaus Dieter Ein Beitrag zur Frage des Einsetzens von Kavitationserschei nungen in einer D senstr mung bei Ber cksichtigung der im Wasser gel sten Ga se 1971 vergriffen Schaak Hartmut Verteilleitungen von Wasserkraftanlagen 1971 Sonderheft zur Er ffnung der neuen Versuchsanstalt des Instituts f r Wasserbau der Universit t Stuttgart mit Beitr gen von Brombach Hansj rg Dirksen Wolfram Gal Attila Gerlach Reinhard Giesecke J rgen Holthoff Franz Josef Kuz Klaus Dieter Marotz G nter Minor Hans Erwin Petrikat Kurt R hnisch Arthur Rueff Helge Schwarz Helmut Vollmer Ernst Wildenhahn Eberhard 1972 Wang Chung su Ein Beitrag zur Berechnung der Schwingungen an Kegelstrahl schiebern 1972 Mayer Vorfelder Han
63. sich eine Schwemmholzmasse von 4 02 kg f r die Versuchsdurchf hrung Die Bestimmung der Schwemmholzzusammensetzung basiert auf Beobachtungen ver gangener Hochwasserereignisse aus der Schweiz Lange und Bezzola 2006 Abb 7 3 links zeigt die beobachteten Holzdurchmesser und l ngen entsprechend Lange und Bezzola 2006 erfolgt eine Einteilung in kleine lt 13 mittlere 13 lt x lt 60 und gro e gt 60 Abmessungen Umgerechnet auf den Modellma stab ergeben sich Vorgaben fur die Zusammensetzung der Schwemmholzmischung entsprechend Tab 7 1 Im Zuge der Versuchsdurchf hrung werden schlie lich 3 Mischungen verwendet welche sich durch den Grad der Ver stelung der einzelnen H lzer voneinander unter scheiden Abb 7 3 rechts zeigt diese Mischungen SHA SHB und SHC Die Mischung SHA ist hierbei jene mit den meisten Ver stelungen SHB weist keine nennenswerten Verastelungen auf SHC stellt eine Mischung aus SHA und SHB dar 48 berpr fung der Verklausungssicherheit von Br cken Das Versuchsprogramm sieht die Untersuchung von Abflusszust nden zwischen HQ10 und HQzo9 vor es werden f nf Abflusse 163 m s 300 m s 360 m s 435 m s 523 m s im jeweils station ren Zustand betrachtet wobei die Zugabe des Schwemmhol zes schubartig innerhalb eines definierten Zeitintervalls erfolgt Die hier dargestellten Versuchsergebnisse sind das Ergebnis einer ersten Betrachtung ohne Geschiebezu gabe die Sohle wird hierf r m
64. und An hmax K Ks fur unvergletscherte Hohenbander iterativ bestimmt Tab 15 1 Kalibrierung 2005 und berpr fung 1987 des Modells in Brienzwiler Kalibrierung berpr fung 2005 1987 O s t gt OY Nash Koeffizient Nash 1 098 0 90 gt Qos t z OR J t 0 z 20508 Voluminaratio ra 1 03 1 05 obs 2 0 t t 0 e O im max Spitzenabflussratio Teak O 0 99 1 00 obs m Die Qualitat der Simulation wird mit drei charakteristischen Grossen angegeben So m ssen die simulierten Volumina Vsim als auch Spitzenabflusse Qsim max Mit den ge messenen Vops resp Qobs max bereinstimmen was sich in einer Voluminaratio ry resp Spitzenablussratio feax Zwischen 0 9 und 1 1 niederschlagen soll Der Nash Koeffizient stellt die simulierten Abflusse Qsim t den gemessenen Qop t gegen ber Je n her der Wert bei 1 liegt desto besser stimmen die beiden Ganglinien berein F r ein stark kontrolliertes Einzugsgebiet werden Werte ber 0 8 angestrebt 15 6 Resultate und Schlussfolgerungen Im Rahmen des Kalibrierungs und Validierungsprozesses des Modells wurden die Hochwasserereignisse 2005 Abb 15 3 a und 1937 Abb 15 3 b simuliert Die Resul tate entsprechen den angestrebten Qualit tskriterien Tab 15 1 und zeigen dass das Modell in der Lage ist Abfl sse im stark bewirtschafteten Einzugsgebiet der Aare zu simulieren So konnte z B der Beitrag des Kraftwerks zur Reduktion der Hochwasser spitzen im J
65. von 70 m hohen Talsperren mit einer Hangneigung von 1 0 6 bei unterschiedlichen a Verhaltnissen mit a L H Die Simulationen zeigen dass unabh ngig von der Mauerhohe bei breiten T lern d h einem a Verh ltnis gr er als 7 5 die Rechenergebnisse im Wesentlichen den zwei dimensionalen Berechnungen entsprechen und diese somit ausreichend genaue Re sultate liefern Referenzsimulationen mit unterschiedlich vorgegebenen Hangneigun gen belegen dass sich bei steileren Talflanken auch bei geringeren a Verh ltnissen eine zweidimensionale Lastabtragung einstellt 5 5 2 Einfluss der Kr mmung Um den Kr mmungsgrad der Mauern zu beschreiben wird die Variable B eingef hrt die durch das Verh ltnis des Krummungsradius zum Kr mmungsradius abz glich der Mauerbreite ausdr ckt wird B R R B vgl Abb 5 1 Die B Werte von deutschen Schwergewichtsmauern variieren blicher Weise zwischen 1 02 und 1 27 Die vertikale Spannungsverteilung f r unterschiedlich gekr mmte 70 m hohe Staumauern mit einem konstanten Verh ltnis a 3 5 ist in Abb 5 5 dargestellt Ein B Wert von 1 0 gilt f r ge radlinige Mauern und der Wert 1 3 ergibt sich in diesem Fall f r Mauern mit einem Krummungsradius von 225 m Es ist offensichtlich dass die gekrummte Form nur einen relativen geringen Einfluss auf die Spannungsverteilung an der Gr ndungssohle hat Bei stark gekrummten Mauern gt 1 2 sind die vertikalen Spannungen auf der Was serseite der Mauer geringf
66. 0 cm 20 cm gemessen Hierf r wurden Optoden nach einer modifizierten Methode von Niepagenkempner et al 2002 eingesetzt wobei das Interstitialwasser in einen luftdichten Messzylinder mit der darin enthaltenden Messoptode ber ein Metall rohr angesaugt wird Um Informationen ber die S ttigung des Interstitialwassers zu erhalten wurde simultan die Wassertemperatur mit aufgezeichnet Um ein digitales Gelandemodell DGM zu erstellen wurden tachymetrisch ber 2500 topographische Punkte aufgenommen Zur Kalibrierung des hydrodynamisch numerischen Modells wurden zus tzlich Wasserspiegellagen und vertikale Flie ge schwindigkeitsprofile gemessen 125 Markus Noack Zusatzliche Sedimentuntersuchungen werden mittels der von Ruben 2004 entwickel ten Photosieving Methode durchgef hrt Mithilfe des Photosievings k nnen Korngr Renzusammensetzungen durch digitale Fotoauswertung abgleitet werden Die Metho de erlaubt lediglich eine grobe Absch tzung der Korngr enverteilung welche daf r aber flachenhaft eingesetzt werden kann und somit den Messaufwand im Feld und La bor reduzieren kann Die Auswertung der Ergebnisse steht noch aus Da die Temperatur ein wichtiger Parameter in der Bestimmung der einzelnen Entwick lungsstadien ist wurde diese kontinuierlich Uber einen Logger in 15min Intervallen er fasst Abflussdaten des Pegels Punt dal Gall werden von dem Bundesamt fur Umwelt der Schweiz BAFU zur Verfugung gestellt Tab 20 1
67. 05 The objectives mentioned above are causing a conflict between the targets of the WFD and the aims of the RES e Directive On the one hand river ecosystems shall be pro tected which means a decrease of hydropower production and on the other hand the generation of electricity out of renewable sources including hydropower as a very im portant source shall be increased 14 5 Methods The SEE Hydropower region includes 6 countries Austria Greece Italy Moldova Ro mania and Slovenia In Abb 14 2 the area of the Southeast Europe Programme is shown The domiciles of the 12 SEE Hydropower project partners are indicated by stars 94 Water and Energy Challenges for the Future gt SOUTH EAST _ EUROPE _ 4 o il G g Tra en Ekinean von 4 Anne Nieder ste b Slovensko x land une d sulta riip S an Sealermasic i g Nore raroerg gat Autonoma Kimnten a gt 5 T Ry Veneto tne Ipeiros South East Europe SEE Abb 14 2 Southeast Europe Programme region with countries of the study area source Southeast Europe Transnational Cooperation Programme 2009 14 5 1 Review of the state of national legislation and the national water re sources management Based on the review of the official documents concerning the implementation of the Water Framework Directive in the member states of the European Union a question naire was designed and sent to all project partners The questions were related
68. 1 Hydro chemistry in the hyporheic zone in salmon spawning gravels a preliminary assessment in a degraded agricultural stream Regulated Rivers Research and Management 17 651 665 Ward J V 1989 The four dimensional nature of lotic eco systems J N Am Benthol Soc 8 2 8 133 Regina Mayer und Roman Gabl 21 3D numerische Optimierung von Tosbecken und Unterwas serstrecke des Staubalkenwehrs Dagachhu Regina Mayer und Roman Gabl 1 Institut f r Infrastruktur Arbeitsbereich Wasserbau Universit t Innsbruck Bernard Ingenieure ZT GmbH Hall in Tirol 21 1 Kurzfassung F r die geplante 114 MW Wasserkraftanlage Dagachhu in Bhutan wird im Sommer 2010 an der Universit t Innsbruck ein physikalischer Modellversuch der Wasserfassung durchgef hrt Aufgrund des knappen Zeitplans wird die Wehrgeometrie vorab 3D numerisch mit der kommerziellen Software FLOW 3D optimiert Insbesondere betrifft dies das Tosbecken sowie die Unterwasserstrecke Nachdem in den verschiedenen Projektphasen unterschiedliche Planer beteiligt waren gibt es mehrere vorgeschlagen Tosbeckengeometrien Hier ist vorab zu kl ren welche Geometrie die geforderten Ziele bei gleichzeitiger Minimierung der Baukosten am besten erf llt und als Anfangsgeomet rie f r den Modellversuch verwendet werden soll Die Gestaltung der Unterwasserstre cke bis zu einem definierten Punkte ca 120 m flussabw rts des Tosbeckens wurde dem Arbeitsbereich Wasserbau als durchf h
69. 1 50 m mit 15 Hz auf Weitere Details zum Rutschgenerator und dem PIV System lassen sich beispielsweise aus Fuchs et al 2010 entnehmen 9 5 Vorgehen Eine Vereinfachung im Rahmen der Dissertation ist die Beschr nkung auf Solit rwel len Diese Einzelwellen besitzen kein Wellental sondern bestehen nur aus einem ein zelnen symmetrischen Wellenberg Solit rwellen haben durch das Fehlen des Wellen tals eine vergleichsweise gro e potentielle Energie und k nnen daher als besonders energiereicher Wellentyp angesehen werden Sie stellen eine Extremwertbetrachtung dar da in der Natur eher Stokes oder Cnoidalwellen also Wellentypen mit positiver und negativer Amplitude auftreten Le Mehaute 1976 Durch die Vermeidung von peri odischen Wellen k nnen Reflexionen ausgeschlossen werden was die Messung der Wellenparameter sowie die Auswirkungen der Wellen vereinfacht Die Wellengenerati on wird nach der Methode von Synolakis 1990 durchgef hrt Die von ihm vorgeschla gene Randbedingung f r die Paddelbewegung t besteht aus der rekursiven Glei chung Ele tanh e amp cr 1 die hierfur mit einem klassischen Runge Kutta Algorithmus gelost wurde Darin ent sprechen H a d der relativen Wellenhohe k 3 4 H der Wellenzahl der Solitarwelle c der Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Flachwasserwelle und t der mit d g nor mierten dimensionslosen Zeit Abb 9 3 zeigt die daraus resultierende dimensionslose Bewegungskurve
70. 3 Einleitung Seit 1890 wurden in Deutschland ber 80 Schwergewichtsmauern errichtet Diese wur den zun chst in als Bruchsteinmauern ausgef hrt in den 30er Jahren ging man zu Be ton als Baustoff ber Bei Schwergewichtsmauern erfolgt die Lastabtragung in erster Linie uber Ihr Eigengewicht dennoch sind einige der Mauern in leicht gekrummter Bau weise konzipiert worden F r bestehende Talsperren sind in regelm igen Abst nden vertiefte Sicherheits berpr fungen vorgeschrieben Diese beinhalten auch Standsi cherheitsberechnungen sofern sich nderungen f r die Eingangsparameter ergeben haben oder bereits gef hrte Berechnungen nicht mehr dem Stand der Technik ent sprechen F r die Berechnungen ist die Ber cksichtigung einer Vielzahl an Lastf llen mit unterschiedlichen Kombinationen aus Einwirkungen und Tragwiderst nden erfor derlich Nach dem heutigen Stand der Technik werden die Standsicherheitsnachweise ber wiegend mit der Finiten Elemente Methode gef hrt Dabei stellt sich bei gekrummten Schwergewichtsmauern die Frage inwiefern 2 D Modelle ausreichende Ergebnisse liefern oder ob die Erstellung eines 3 D Modells erforderlich ist um die Bogenwirkung der Talsperre und die seitliche Lastabtragung in die Talflanken zu ber cksichtigen Zweidimensional Modelle bieten den Vorteil dass die Mauergeometrie einfacher zu implementieren ist da h ufig detaillierte Plane ber die r umliche Geometrie der Mau eraufstandsfl che fehlen
71. 4 9 0 8 0 1 Me werte gemittelt 7 0 il OK Seitenwand Sohle links a BE BE Eee OK Seitenwand Sohle rechts 6 0 e Berechnung ohne Lufteintrag x Berechnung mit Lufteintrag 5 0 4 0 3 0 2 0 S Wassertiefe d m bezogen auf Gerinnesohle 1 0 Ip 5 3 nz m Zz _ euere 00 Station m 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 30 320 340 Ausgleichs Semmelrinne 2 Schussrinne Nm gt Abb 8 4 HWE Wassertiefen Messwerte amp Wasser Luft Gemisch Berechnung 57 Holger Haufe Die sich anschlie ende Versuchsreihe 3 hatte die berpr fung des umgebauten Ein laufbauwerkes der HWE Schlitz im 1 Wehrfeld zum Inhalt mit dem der bauzeitliche Betrieb der Talsperre gew hrleistet werden soll Auch mit dieser Versuchsreihe konnte nachgewiesen werden dass die geplanten Ma nahmen aus hydraulischer Sicht reali siert werden k nnen Abschlie end wurden im Rahmen der Versuchsreihe 4 Optionen aufgezeigt wie am Ende der Schussrinne die hydraulische Beaufschlagung der linken Hangb schung verringert werden kann die durch eine asymmetrische Aufweitung der Schussrinne Abb 8 1 verursacht wird 8 5 2 Teilmodell 2 Wehranlage Am Teilmodell des Wehres am Abschlussdamm des Ausgleichsbeckens wurde im Rahmen der Versuchsreihe 1 der Umbau der Anlage von einem zweiteiligen bewegli chen Verschluss zu einer festen Wehrschwelle untersucht 324 4 O
72. 4 Winkler Angela Prozesse des W rme und Stofftransports bei der In situ Sanierung mit festen Warmequellen 2003 ISBN 3 933761 18 2 Marx Walter Wasserkraft Bew sserung Umwelt Planungs und Bewertungs schwerpunkte der Wasserbewirtschaftung 2003 ISBN 3 933761 19 0 Hinkelmann Reinhard Efficient Numerical Methods and Information Processing Techniques in Environment Water 2003 ISBN 3 933761 20 4 Samaniego Eguiguren Luis Eduardo Hydrological Consequences of Land Use Land Cover and Climatic Changes in Mesoscale Catchments 2003 ISBN 3 933761 21 2 Neunhauserer Lina Diskretisierungsansatze zur Modellierung von Stromungs und Transportprozessen in gekl ftet por sen Medien 2003 ISBN 3 933761 22 0 Paul Maren Simulation of Two Phase Flow in Heterogeneous Poros Media with Adaptive Methods 2003 ISBN 3 933761 23 9 Ehret Uwe Rainfall and Flood Nowcasting in Small Catchments using Weather Radar 2003 ISBN 3 933761 24 7 Haag Ingo Der Sauerstoffhaushalt staugeregelter Fl sse am Beispiel des Ne ckars Analysen Experimente Simulationen 2003 ISBN 3 933761 25 5 Appt Jochen Analysis of Basin Scale Internal Waves in Upper Lake Constance 2003 ISBN 3 933761 26 3 10 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart IWS Hrsg Schrenk Volker Batereau Katrin Barczewski Baldur Weber Karolin und Koschitzky H
73. 5 2001 Pfahler W ed 2001 Regional input output analysis Nomos Verlagsgesellschaft Baden Baden Germany UK Environment Agency 2006 Severn Estuary Barrage UK Environment Agency 2008 Severn Tidal Power Phase one Consultation Wikipedia http en wikipedia org wiki Severn_ Barrage 115 Roland Covini et al 19 3D numerische Berechnung des Geschiebetransports mit der Stromungssimulationssoftware FLOW 3D Roland Covini Robert Klar und Roman Gabl Institut fur Infrastruktur Arbeitsbereich Wasserbau Universitat Innsbruck 19 1 Kurzfassung Der Einsatz von 3D numerischen Str mungsberechnungen zur Untersuchung und Op timierung von bestehenden oder geplanten wasserbaulichen Anlagen ist Stand der Technik Vermehrt werden Str mungssimulationen parallel zu physikalischen Modell versuchen durchgef hrt um damit verglichen und oder daran kalibriert zu werden Soll der Geschiebetransport kleinraumig untersucht werden f hrt der Weg an physikali schen Modellversuchen im Moment nicht vorbei 2D Berechnungen der Str mung bzw des Geschiebetransports sind etabliert liefern aber in Bereichen von Querbauwerken bei denen die vertikale Geschwindigkeitskomponenten nicht vernachl ssig werden darf teilweise zu hinterfragende Ergebnisse Im Rahmen dieses Beitrags werden Aus wertungen eines physikalischen Modellversuchs und einer 3D numerischen Simulation mit Geschiebetransport miteinander verglichen 19 2 Abstract Three dimensional
74. 55 700 Hektar wovon 20 000 Hektar inter tidal habitat sind Der Tidenhub be tr gt bis zu 15 m Aufgrund des gro en Tidenhubs im Bristol Channel und insbesondere im Severn Estu ary sowie der Trichter Form ist der Bau einer Gezeitensperre oder einer anderen Nut zung der dort vorhandenen Gezeitenenergie besonders lukrativ Der Severn und seine 10 Teil stuare haben etwa sieben Prozent der gesamten stua ren Ressouce von Gro britannien 9 Schon 1849 wurden berlegungen angestellt den Severn mit einer Sperre energetisch zu nutzen und den Damm gleichzeitig f r den Bau einer Stra e Eisenbahnlinie zu nut zen 11 Zu dieser Zeit stellte jedoch die gro e zu berwindende Strecke und der hohe Tieden hub die potentiellen Bauherren vor zu gro e Probleme so dass die Pl ne wieder ver worfen wurden Im Rahmen der CO2 Einsparung die Gro britannien im Rahmen des Kyoto Protokolls zu erbringen hat k nnte das geplante Gezeitenenergieprojekt einen gro en Beitrag leisten So k nnte nach etwa 5 des Gesamtenergiebedarfs von Gro britannien allei ne durch dieses Projekt gedeckt werden 10 Ein solch gro es Projekt hat jedoch auch gewaltige Auswirkungen auf die lokalen Habi tate Besonders bedeutsam sind die sogenannten Mud Flats also Wattfl chen deren Wattw rmer und andere Kleintiere gro en Zugv gelschw rmen und lokalen V geln als Nahrungsquelle dienen 7 109 Eva Fenrich oe ee i f t 9 u 3
75. Au erdem ist der Rechenaufwand wesentlich geringer was sich trotz des Einsatzes immer leistungsf higerer Computer bei der Vielzahl an erfor derlichen Rechenl ufen bemerkbar macht insbesondere wenn Kalibrierungen und Sensitivit tsanalysen erforderlich sind In diesem Beitrag wird das r umliche Tragverhalten von Schwergewichtsmauern unter sucht Dazu werden zwei und dreidimensionale Simulationen von Mauern mit unter schiedlichen Abmessungen und Talformen mit dem FEM Programm ANSYS durchge f hrt und die Ergebnisse miteinander verglichen 5 4 Modellaufbau 5 4 1 Geometrie Das Modellierungsgebiet und die Mauergeometrie des numerischen Modells sind in Abb 5 1 dargestellt Die Abmessungen der betrachteten Bauwerke richten sich dabei nach den Gr en typischer Schwergewichtsmauern in Deutschland Die Mauerh he H wird dabei zwischen 30 m und 110 m und der Kr mmungsradius R zwischen bei gerader Mauerachse und 100 m bei kleinen Talsperren variiert Des Weiteren werden unver nderliche Abmessungen festgelegt Die Kronenbreite betr gt bei s mtlichen Si mulationen 6 m die wasserseitige Mauerneigung 0 03 1 und die luftseitige Mauernei gung 0 70 1 Die Untergrundabdichtung weist eine L nge von H 5 und eine Breite von 28 Raumliches Tragverhalten von Schwergewichtsmauern 2 5 m auf Die Abmessungen des Untergrundes werden in Abh ngigkeit von H so ge w hlt dass die Einfl sse u erer Belastungen auf die Mauer bis zu den Modellra
76. Bernhard Gems ident ist Bei allen Versuchslaufen mit diesen beiden Schwemmholzmischungen stellt sich eine Verklausung Uber den gesamten Bruckenquerschnitt ein Fur den Abfluss HQ100 stellt sich ein Wasseraufstau von etwa 1 mein die Stauwurzel liegt cirka 125 m oberstrom der Brucke Der bei Reinwasserabfluss beobachtbare Wechselsprung unmit telbar unterstrom der Br cke ist nicht mehr vorhanden Versuche mit der Mischung SHB weisen hingegen nur einen geringen Verklausungsgrad an den Br ckenauflagern auf Es erfolgt kein richtiger R ckstau vielmehr eine Wellenberuhigung im Br ckenbe reich Der Wasserspiegel ist hier bereits 40 m oberstrom der Br cke ident mit jenem der Reinwasserbetrachtung Wasseroberfl che HQ100 Mittelwerte 1357 Natur Hohe m 1349 Tt T T T T TT T T 225 175 1 25 75 23 25 Referenzpunkt M 1 45 Kilometrierung m 0 0 Vorderkante Br cke Modell 1056 5 58 666 cm Natur 0 0 1354 93 m RV m e SHAmM t SHBm SHCm Sohle er Abb 7 4 oben Mittelwert der gemessene Wasserspiegellagen f r Reinwasser SHA SHB und SHC bei HQ100 unten Verklausungsteppich im Br ckenbereich f r SHA SHB und SHC bei HQ100 In der folgenden Tabelle sind alle 145 durchgef hrten Versuchsl ufe nach dem Verklausungsgrad charakterisiert V bedeutet hier eine vollst ndige Verklausung des Querschnittes T steht f r eine teilweise Verklausung K bedeutet
77. C entfallen Die Druckdifferenzen wurden vom Kontrollquerschnitt M1 aus zu den anderen Quer schnitten M2 bis M6 L1 bis L6 und R1 bis R6 erfasst Abb 6 2 Jeder Messquer schnitt besteht aus 8 gleichm ig uber den Querschnitt verteilten entgrateten Bohrun gen mit einem Durchmesser von jeweils 1 mm Die von den Bohrungen ausgehenden Messleitungen wurden zu einem Ringsystem zusammengef hrt um f r jede Messung einen Mittelwert ber den Querschnitt zu erhalten Die Differenzdruckmessung erfolgte mittels eines Drucksensors dessen Genauigkeit 0 5 des Messbereiches betr gt Vor jedem Messfall wurde der Sensor mit der Hilfe eines konstanten Wasserspiegels 36 Hydraulische Untersuchungen an einem Bifurkator kalibriert Das ber den Sensor erfasste Signal 4 20 mA wurde von einem Messver starker erfasst und mittels der Software LabView weiter bearbeitet Die Durchflusse wurden uber drei magnetisch induktive Durchflusszahler im Zuflussbe reich und jeweils in den abzweigenden Leitungen gemessen Die Genauigkeit der Messgerate betragt 0 5 des Zuflusses 417 2 637 0 695 0 800 0 781 5 637 0 Abb 6 2 Lage der Messquerschnitte und der PIV Messungen 6 6 Particle Image Velocimetry Messungen PIV Bei PIV handelt es sich um ein beruhrungsloses Messverfahren zur zweidimensionalen Bestimmung von Str mungsvektoren in einer Messebene Das Ger t besteht aus ei nem doppelt gepulsten Laser mit dem man in der Str mung eine Li
78. Die N gel verbleiben im Boden und dienen als zus tzliche Fixierung Die eigentliche Befestigung der Geo Kunststoffe auf dem Deich erfolgt durch die Wurzeln der aufgelagerten Vegetations schicht Anders als die im vorigen Kapitel beschriebene Opferschicht soll die geo kunsstoffbewehrte Vegetationsschicht den Str mungskr ften widerstehen Um Aussagen ber die Wirksamkeit der Geokunststoffe zur Oberfl chensicherung tref fen zu k nnen wurden auch Versuche ohne Vegetationsschicht durchgef hrt Dies repr sentiert den Bauzustand bzw ein Katastrophenszenario bei dem der Oberboden noch nicht installiert bzw entgegen der Planung bereits erodiert wurde 25 5 Versuchsdurchf hrung Im Sommer 2008 und 2009 konnten zwei Versuche ohne Vegetationsschicht durchge f hrt werden Die berstr mh he lag w hrend des ersten Versuchs bei 15 cm beim zweiten Versuch bei 10 cm Die berstr mungsdauer lag bei jeweils 5 min Die berstr mung erfolgte im Bereich der Krone und auf dem ersten halben Meter der B schung gleichf rmig Weiter unterhalb wurde der Geokunststoff nicht mehr gleich f rmig bersp lt z T blieben einzelne Bereiche ohne sichtbare berstr mung Im ge samten unteren Bereich der B schung war eine Gischtbildung zu beobachten Der bergang des gleichf rmigen berstr mens fand bei der Gitter Vlies Kombination wei ter hangabwarts statt als bei der Gitter Vlies Kombination mit Erosionsschutzmatte 163 Tobias Kubetz
79. Einlaufes gew hrleistet wurde Jeweils zwei Schleusen f hrten in einen Kanal und weiter in ein Tosbecken in wel chem die Ablagerung des eingetragenen Materials erfolgt Auf Basis der Erkenntnisse aus den Modellversuchen wurde schlie lich nur 3 Schleusen errichtet welche jeweils in einen separaten Kanal f hren und weiter in das Tosbecken m nden Die Effizienz des Sandfangs nach dem Einlaufbauwerk war ebenfalls Gegenstand der Untersuchungen siehe Abb 28 2 und Abb 28 4 184 Optimierung von Einlaufbauwerken und Einrichtungen zur Spulung von Sedimenten men sluices CULUVERT TUNNEL ARE Abb 28 2 HEP Arun 3 Einlauf Urspr ngliches Design links und optimiertes Design rechts 28 4 3 bergangsbauwerk Arun und Einlaufbauwerk Baso Chhu bergangsbauwerke bzw Einlaufbauwerke sind nach M glichkeit so zu gestalten dass eine gleichm ige bzw turbulenzfreie Anstr mung der Entsanderkammer ge w hrleistet wird Bei der HEP Arun 3 Anlage verursachte die Kurve des bergangsbauwerks zun chst eine asymmetrische Anstr mung der Entsanderkammer siehe Abb 28 3 Die ersten Versuche zeigten eine turbulente Str mung ber die gesamte Entsanderkammerl nge Die nderung der Geometrie des bergangsbauwerksund und die Verwendung von zus tzlichen Elementen verbesserten die Anstr mungsverh ltnisse nur unwesentlich der bergang in die Kammer wurde dahingehend ge ndert bzw verbreitert dass er nicht mehr in einer K
80. Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart HOR OON IRRA AALAN Heft 193 K Weber E Fenrich T Gebler M Kramer und M Noack 12 Treffen junger WissenschaftlerInnen an Wasserbauinstituten Heft 193 12 Treffen junger Wissenschaftlerlnnen an Wasserbauinstituten Herausgeber Karolin Weber Eva Fenrich Tobias Gebler Matthias Kramer Markus Noack Tagungsband zur Veranstaltung vom 11 bis 14 August 2010 an der Universitat Stuttgart Eigenverlag des Instituts fur Wasserbau der Universitat Stuttgart Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet Uber http www d nb de abrufbar K Weber E Fenrich T Gebler M Kramer und M Noack Hrsg 12 Treffen junger WissenschaftlerInnen an Wasserbauinstituten von Karolin Weber et al Hrsg Institut f r Wasserbau Universit t Stuttgart Stuttgart Inst f r Wasserbau 2010 Mitteilungen Institut f r Wasserbau Universit t Stuttgart H 193 ISBN 978 3 933761 97 2 Gegen Vervielf ltigung und bersetzung bestehen keine Einw nde es wird lediglich um Quellenangabe gebeten Herausgegeben 2010 vom Eigenverlag des Instituts f r Wasserbau VORWORT Das JuWi Treffen findet nun bereits zum 12 Mal statt und wird dieses Jahr vom Lehr stuhl fur Wasserbau und Wassermengenwi
81. It von Karman von Karman 1930 ART 3 u K k mit u achsiale Geschwindigkeit im Abstand y u Schubspannungsgeschwindigkeit K von Karman Konstante 0 41 y Abstand normal zur Berandung k aquivalente hydraulische Rauheit Mittels PIV Messungen konnten die wandnahen Str mungsgeschwindigkeiten gemes sen und daraus die quivalente hydraulische Rauheit k bestimmt werden Abb 6 8 F r den wandnachsten mittels PIV messbaren Punkt errechnet sich ein Wert von k 0 0187 mm Fur die weiteren Berechnungsschritte wurde daher ein Wert fur die ab solute hydraulische Rauheit von k 0 019 mm verwendet 42 Hydraulische Untersuchungen an einem Bifurkator yim x m y H Abb 6 8 Geschwindigkeitsprofil blau und Kontourplot in Wandn he im Profil PIV 2 links Logarithmische Geschwindigkeitsverteilung u u u in Abh ngigkeit von y y u v rechts 6 10 Geschwindigkeitshohenausgleichswert Wegen der Kr mmung vor der Bifurkation verbleibt eine gewisse Rest Sekund rstr mung in dem Rohr PIV Messungen wurden auch hier verwendet um den Ausgleichsfaktor a f r diese ungleichmakige Geschwindigkeitsverteilung bestimmen zu k nnen Fehler Es ist nicht m glich durch die Bearbeitung von Feldfunktionen Objekte zu erstellen 4 Abb 6 9 zeigt das Geschwindigkeitsprofil im Querschnitt PIV 2 f r alle 4 gemessenen Ebenen Plane 1 4 Das ungleichm ige Profil wird durch eine Sekund rstr mung her vorgerufen durch den
82. K Seitenwand Sohle i 15 MYS a 35 mys 55 m s 64 5 m3 s BHO 1 322 j 90 m s 103 m s BHO 2 110 m s 130 m s gt 143 m s PMF 82057 E ek mm m m sss lt O 318 4 o pA wes a 0 3164 8 D 314 0 10 20 Station m 30 40 50 Abb 8 5 Wehr Wassertiefen Das am IWD unter Ber cksichtigung der bisherigen Bauwerksgeometrie entworfene WES Profil wurde in der Versuchsreihe 2 leicht modifiziert und in der Interaktion mit dem durch die geplante Betoninnenschale breitenreduzierten Wehrgesamtquerschnitt hydraulisch getestet Abb 8 5 Die Leistungsf higkeit und die Funktionst chtigkeit wurden auch hier nachgewiesen 8 5 3 Teilmodell 3 Ausgleichsbecken Das hydronumerische Teilmodell des Ausgleichsbeckens beantwortete die Fragestel lung nach den qualitativen Str mungsverh ltnissen im Hochwasserfall direkte Be ckendurchstr mung von der HWE zur Wehranlage und lieferte wichtige Erkenntnisse zu den hydraulischen Belastungen im Becken einschlie lich der angrenzenden Hang bereiche 58 Hydraulische Modellversuche Odertalsperre tiefengemittelte Flie geschwindigkeiten m s 3 40 Abb 8 6 Ausgleichsbecken numerisch berechnete tiefengemittelte Flie geschwindigkeiten f r PMF 8 6 Zusammenfassung Zur Vorbereitung der geplanten Sanierungen an der Odertalsperre wurden Untersu chungen an drei Teilmodellen durchgef
83. L sungsvorschl ge hervorgin gen 22 8 Literatur DWI 2007 2007 Studie zur Bedeutung einer schiffbaren Gew sserverbindung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche f r die touristische Entwicklung des Seelhausener Sees dwif consulting GmbH 144 Gewasserkreuzung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche Kuhn 1985 KUHN RUDOLPH 1985 Binnenverkehrswasserbau Ernst amp Sohn Verlag Partenscky 1986a PARTENSCKY H W 1986 Binnenverkehrswasserbau Hebewerke Springer Verlag Berlin Partenscky 1986b PARTENSCKY H W 1986 Binnenverkehrswasserbau schleusenanlagen Springer Verlag Berlin Stoebenau 2009 STOEBENAU SOPHIA 2009 Ermittlung und Bewertung technischer L sungen einer schiffoaren Gewasserkreuzung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche Diplomarbeit unver ffentlicht Institut f r Wasserbau und Technische Hydromechanik TU Dresden 145 Nannina Horstmann 23 Konzeptionelle Entwicklung von Ansatzen fur ein Lebens dauermanagement von Hafeninfrastrukturen Nannina Horstmann Franzius Institut fur Wasserbau und Kusteningenieurwesen Leibniz Universitat Hannover 23 1 Kurzfassung Bei der Vorstellung dieser Diplomarbeit geht es um ein Lebensdauermanagementsys tem f r Hafeninfrastrukturen am Bespiel von Kai bzw Kajenkonstruktionen Diese Bauwerke sind als Schnittstelle zwischen Wasser und Landtransport ein zentraler Be standteil der Hafenanlagen und sollen daher m glichst uneingeschr nkt zur Verf g
84. Meyer E I 2002 Messungen der Sauerstoffkonzentration in Flusssedimenten zur Beurteilung von potentiellen Laichpl tzen von Lachs und Meerforelle Schriftenreihe des Landesfischereiverbands Westfalen und Lippe e V Heft 2 Germany Olsen N R B 2009 A Three dimensional Numerical Model for Simulation of Sediment Movements in Water Intakes with Multiblock Option Department of Hydraulics and Environmental Engineering NTNU Norway 132 Entwicklung eines Ansatzes zur numerischen Simulation von Infiltrationsprozessen Rey P and S Gerster 1991 Makroinvertebraten und Fische Wissenschaftliche Begleitung Sp lung Grundablass Livigno Stausee vom 7 Juni 1990 Arbeitsberichte zur Nationalparkforschung Zernez Switzerland Schiemer F Keckeis H Kamler E 2003 The early life history stages of riverine fish ecophysiological and environmental bottlenecks Comparative Biochemistry and Physiology Part A 133 439 449 Schwoerberl J 1961 ber die Lebensbedingungen und die Besiedlung des hyporheischen Lebensraumes Arch Hydrobiol Suppl 25 182 214 Shirazi M A Seim W K 1979 A stream systems evaluation an emphasis on spawning habitat for salmonids U S Environmental Protection Agency EPA 600 3 79 109 Scrivener J C 1988 Two devices to assess incubation survival and emergence of salmonid fry in an estuary streambed North American Journal of Fisheries Management 8 248 258 Soulsby C Malcolm I A Youngson A F 200
85. Mitteilungshefte T 71 78 79 80 81 82 83 84 85 86 8 88 89 90 91 Huwe Bernd Deterministische und stochastische Ansatze zur Modellierung des Stickstoffhaushalts landwirtschaftlich genutzter Flachen auf unterschiedlichem Skalenniveau 1992 ISBN 3 921694 77 9 verorren Rommel Michael Verwendung von Kluftdaten zur realit tsnahen Generierung von Kluftnetzen mit anschlie ender laminar turbulenter Str mungsberechnung 1993 ISBN 3 92 1694 78 7 Marschall Paul Die Ermittlung lokaler Stofffrachten im Grundwasser mit Hilfe von Einbohrloch MeBverfahren 1993 ISBN 3 921694 79 5 vara l on Ptak Thomas Stofftransport in heterogenen Porenaquiferen Sessa und stochastische Modellierung 1993 ISBN 3 921694 80 9 vergri en Haakh Frieder Transientes Str mungsverhalten in Wirbelkammern 1993 ISBN 3 921694 81 7 Kobus Helmut Cirpka Olaf Barczewski Baldur Koschitzky Hans Peter Ver sucheinrichtung zur Grundwasser und Altlastensanierung VEGAS Konzeption und Programmrahmen 1993 ISBN 3 921694 82 5 Zang Weidong Optimaler Echtzeit Betrieb n Speichers mit aktueller Abflu Bre generierung 1994 ISBN 3 921694 83 3 voror on Franke Hans J rg Stochastische Modellierung eines fl chenhaften Stoffeintrages und Transports in Grundwasser am Beispiel der Pflanzenschutzmitteloroblematik 1995 ISBN 3 921694 84 1 Lang Ulrich Simulation regionaler Str mungs und Transportvorg nge in Karst aquif
86. Modellparameters gezeigt Die maximale Wasser spiegeldifferenz betr gt ca 10 cm zwischen den Varianten 0 7 0 68 konstanter Viskositatsanteil N o 0 64 0 62 Wassertiefe m oO O Stationierung m Abb 2 7 Wassertiefe im Profil 7 Variation von n0 2 8 Literatur Flow Science 2010 FLOW 3D User Manual Version 9 4 Nujic M HYDRO_AS 2D ein zweidimensionales Stromungsmodell f r die wasserwirtschaftliche Praxis Benutzerhandbuch Rosenheim 2006 unver ffentlicht 13 Wolfgang Richter und Roman Gabl 3 3D numerische Stromungssimulation von hydraulischen Ruckstromdrosseln in Wasserschlossern Wolfgang Richter und Roman Gabl Arbeitsbereich Wasserbau Institut fur Infrastruktur Universitat Innsbruck 3 1 Kurzfassung In diesem Beitrag werden die Ergebnisse eines Vergleiches von physikalischen Mo dellversuchen und 3D numerischen Simulationen ANSYS CFX an ausgefuhrten Ruckstromdrosseln in Anlagen der Tiroler Wasserkraft AG TIWAG prasentiert Die bestimmten Verlustbeiwerte dienen allgemein als Eingangsparameter fur die Berech nung der auftretenden Wasserschlossschwingungen welche beispielhaft fur die unter suchten Drosseln mit einem TIWAG internen Wasserschlossprogramm durchgef hrt wurden Nach dieser Berechnung wurden die Ergebnisse mit einem Schaltversuch ver glichen 3 2 Abstract In this article the results from a comparison of physical model experiments and 3D numerical CFD si
87. Note die Gesamtnote des Bauwerks welche auch durch viele andere gute Zustandsnoten nicht kompensiert werden kann Nach Aussage von KUNZ UND B DEFELD 6 ist f r Verkehrswasserbauwerke die einzahlige Schadensbewertung ausreichend da das Ziel einer solchen Reihung das Aufzeigen der Dringlichkeit von Instandsetzungsma nah men ist Dementsprechend kann die Erstellung der Pr fnote f r ein Bauwerk aus dieser Zustandsbewertung heraus mittels dieses Algorithmus im Programm WSVPruf ohne weitere Ma nahmen erfolgen und so als Grundlage f r ein Erhaltungsmanagementsys tem zur Prognostizierung der Restlebensdauern f r Verkehrswasserbauwerke dienen 150 Konzeptionelle Entwicklung von Ansatzen fur ein Lebensdauermanagement Die Ermittlung von Restlebens bzw Nutzungsdauern kann uber die Fortschreibung von Schadensverl ufen mittels homogener Markov Ketten aufgrund ihrer Flexibilit t am geeignetsten abgebildet werden und die Erfassung der Lebenszyklen ungesch digter Bauteilgruppen kann auf der Bauwerksebene am besten ber das Verfahren der Be v lkerungsstatistik dem Kohorten berlebensmodell erfolgen 7 23 5 Lebensdauermanagement f r Hafeninfrastrukturen Ausgehend von gesammelten Informationen in Form von Pr f und Schadensberichten von Kai bzw Kajenanlagen aus den deutschen Nordseehafen werden bei der Entwick lung eines Lebensdauermanagement im ersten Schritt Bauteile gleicher Exposition und gleichen Widerstandes dieser Anlagen zusammen
88. Ocean Engineering 116 2 252 266 65 Claudio Ravazzini 10 Development of a Physical Model for flood defense in the Bregenzer River Claudio Ravazzini Institut fur Infrastruktur Arbeitsbereich Wasserbau Universitat Innsbruck 10 1 Kurzfassung Bei der Projektierung von Hochwasserschutzma nahmen sind neben den Aspekten der Sicherheit der angrenzenden Infrastruktur im Allgemeinen weitere Gesichtspunkte zu ber cksichtigen beispielsweise die Sicherstellung des Kraftwerksbetriebes an Standorten mit Ausleitungsbauwerken Der folgende Beitrag beschreibt Untersuchungen an der Bregenzer Ach anhand eines physikalischen Modells im Ma stab 1 35 Die Aufgabenstellung besteht darin den Schutz vor Hochwasser durch technische Ma nahmen zu gew hrleisten und dabei die permanente Aufrechterhaltung des Kraftwerksbetriebes sicherzustellen Die Ergebnisse der Modellversuche zeigen dass die kostengunstigsten Schutzmak nahmen mit Einschr nkungen des Kraftwerksbetriebes bzw Betriebsausf lle verbun den sind und daher aus gesamtwirtschaftlicher Sicht nicht zu empfehlen sind Eine in tegrale Optimierung der Gesamtsituation die sowohl flexible Schutzmalsnahmen aber auch die Optimierung der Bauwerksanstr mung und der Konstruktion des Ausleitungs bauwerks beinhaltet stellt hier vielmehr den anzustrebenden L sungsansatz dar 10 2 Abstract In the following contribution the development of a physical model test about flood de fense in Bregenzer ri
89. Prototyp M f r Modell S f r Sediment W f r Wasser und A f r die Ma stabzahl Tab 28 2 Vergleich der Korngr ssen 183 Blandine Feneuil und Rumiana Engel Model sediment Corresponding Estimated proto prototype sedi type mean sedi diameter ment diameter ment diameter Overall model A 0 4 mm to 8 mm 83 mm B 2mm to 3 2 mm 180mm coarse s Desilter Quartz sand 0 45 model mm PVC granulate 3 0 2 mm mm pPs 1080 kg m lt lt Si mean 0 7 mm 14 mm 14 mm 2 Qa 28 4 2 Geschiebeabzug im Stauraum N 5 O lt A LLI IL Baso Chhu Aufgabe eines Entsanders ist es generell das eingetragene feine Sediment zu sam meln Mit Hilfe weiterer Einrichtungen im Stauraum hingegen wird versucht den Eintrag von Sedimenten in den Triebwasserweg vorweg zu unterbinden Im Baso Chhu Projekt geschieht dies durch einen Spulkanal in unmittelbarer N he des Triebwassereinlaufes Die Sedimente werden in weiterer Folge uber den Entsander zum Tosbecken transportiert Im Zuge der Untersuchungen am physikalischen Modell wurde schlie lich ein neues Design empfohlen der Spulkanal wurde dabei unmittelbar unterhalb des Triebwassereinlaufes und ausserhalb des Entsanders positioniert siehe Abb 28 4 Bei der Anlage HEP Arun 3 waren zun chst vier Schleusen unter dem Einlaufbauwerk gelegen Im Zuge der Stauraumspulung stellte sich bei dieser Ausf hrung ein Kolk an der Stauraumsohle ein wodurch die Freihaltung des
90. Schadstoff und eine Rohstoff Zeile erweitert 110 Ein Input Output Modell fur die Nutzung von Gezeitenenergie am Severn Estuary Eine Ubertragung der Methodik auf die Bewertung vor Wasserkraftanlagen und Mehr zweckspeichern wurde von Marx 6 skizziert Ans tze f r die Verwendung des Mo dells im Kustenbereich werden in Bockelmann Evans et al 1 und Fenrich et al 3 beschrieben Qualitative Input Output Modelle 2 stellen die Struktur einer wirtschaft oder eines Sys tems dar Diese Beschreibungsweise ist insbesondere in fruhen Projektphasen interessant um einen berblick ber ein Gesamtprojekt zu gewinnen ohne genaue Systemgr en kennen zu m ssen Aus qualitativen Input Output Graphen wird anschlie end ein qualitatives Modell entwi ckelt Dieses sogenannte Leontief Modell auch Input Output Modell genannt kann als System linearer Gleichungen dargestellt werden X X YG 1 n 1 dabei ist Xi Gesamtproduktion des Sektor i Xij Lieferung von Sektor i nach Sektor j Yi Lieferung von Sektor i an Endverbraucher X f 2 dabei ist aij Transformationskoeffizient Menge an Input i die ben tigt wird um eine Einheit j zu produzieren Xj Gesamtproduktion des Sektor j Xij Lieferung von Sektor i nach Sektor j Jeder Transformationskoeffizient zeigt wie viel einer Ressource oder eines Produktes des Sektors i ben tigt wird um eine Einheit des Produktes des Sektors j zu produzieren 2 Transformation und Anpa
91. VS PS WW GR KA Abb 5 3 links Jahresganglinien der Wasser und Lufttemperatur rechts Temperaturverteilung im Juli 5 5 Simulationsergebnisse 5 5 1 Einfluss der Talbreite Zun chst wird untersucht inwiefern sich die seitlichen Talflanken auf das Tragverhal ten von Schwergewichtsmauern mit geradliniger Mauerkrone auswirken 1 verglei che Abschnitt 5 5 2 Abb 5 4 zeigt die vertikalen Hautdruckspannungen entlang der Aufstandsfl che einer 70 m hohen Mauer Die Ergebnisse der zweidimensionalen Be rechnung sind durch die schwarze Linie dargestellt Auf Grund der Temperaturvertei lung im Sommer treten in den Randbereichen luft und wasserseitig erh hte Druck spannungen auf Die farbigen Linien zeigen die Ergebnisse von 3D Simulationen mit variierendem Verh ltnis von Kronenl nge L zu Mauerh he H a L H und einer Hang neigung von 1 0 6 Dabei wird ersichtlich dass Talsperren die eine relativ kurze Krone aufweisen ihre Kr fte nicht nur in den Untergrund sondern zu einem gewissen Grad auch seitlich in die Talflanken ableiten Dies f hrt insbesondere an der Luftseite zu ge ringeren vertikalen Druckspannungen 31 Tobias Gebler 500000 T amp 1000000 q 10 0 E a 75 Z S 1500000 a 3 0 e a 45 x gt _2000000 eg ae 5 nl E a 3 5 E 2500000 2D Simulation gt 3000000 3500000 0 10 20 30 40 50 Abstand zur Wasserseite m Abb 5 4 Vertikale Druckverteilung
92. Veranstaltung sorgen Stuttgart im August 2010 Karolin Weber Eva Fenrich Tobias Gebler Matthias Kramer Markus Noack Wir danken folgenden Sponsoren f r die Unterst tzung des JuWi Treffens 2010 EnBW IU So WSV de Wasser und Schifffahrtsverwaltung des Bundes TAGUNGSPROGRAMM Mittwoch 11 August 2010 ab 13 00 Empfang und Registrierung 13 30 Walter Marx Begr ung und Einf hrung Session 1 Numerische Modellierung Moderation Markus Noack 13 45 Tobias Gierra HN Modellierung einer Flie amp gewassereinleitung in den S en See 14 00 Robert Klar Kombinierte 2D und 3D numerische Str mungssimulation anhand eines beispiel haften UW Kanals 14 15 Wolfgang Richter 3D numerische Str mungssimulation von hydraulischen R ckstromdrosseln in Wasserschl ssern 14 30 Rupert Feldbacher Sei mal konstruktiv 14 45 Tobias Gebler R umliches Tragverhalten von Schwergewichtsmauern 15 00 Kaffeepause Session 2 Physikalische Modelle Hydraulik Moderation Tobias Gebler 15 15 Wolfgang Dobler Hydraulische Untersuchungen an einem Bifurkator 15 30 Bernhard Gems berpr fung der Verklausungssicherheit von Br cken anhand eines physikalischen Modells 15 45 Holger Haufe Hydraulische Modellversuche Odertalsperre 16 00 Helge Fuchs Auflaufen von Impulswellen 16 15 Kaffeepause Session 3 Physikalische Modelle Il Hydraulik Moderation Matthias Kramer 16 30 Claudio Ravazzini Development of a Physical Model for Flood Defense in
93. Volumenk rper mit Verschneidung mit dem Gel nde und Berechnungsergebnisse Ausgangs oben und optimierte Geometrie unten 4 7 Errichtung Durch die W rmeentwicklung beim Aush rtungsvorgang des Betons beim Bau von Be tonsperren k nnen sich Zw ngsspannungen ausbilden die schon w hrend der Errich tungsphase zu Sch den f hren Die Temperatur und Spannungsentwicklung wird mit hilfe eines Finite Elemente Modells an einer Gew lbestaumauer untersucht Be ez a rt tp HH t 125 d t 150 d t 175 d 206 d Abb 4 6 Betonierfortschritt ber die Berechnungsdauer 24 Sei mal konstruktiv ei 140 0 55028 d 557497 e ies 114 5 MT gt f EE c 0401 t 46 5 rs _04071 23 0 Z X ae Abb 4 7 Betonierabschnitte und Zwischenergebnis der Temperaturberechnung Abb 4 6 zeigt den Betonierfortschritt der Gewolbemauer ab dem Baubeginn In Abb 4 7 sind die ausgewahlten Knoten fur die Ergebnisdiagramme und ein Zwi schenergebnis aus der Temperaturberechnung dargestellt Hier sind die hoheren Tem peraturen bei dickeren Mauerteilen im Kern ersichtlich 32 5 3 0E 6 30 0 2 5E 6 275 2 0E 6 1 5E 6 25 O 1 0E 6 2 20 0 D 5 0E 5 5 175 re gt NER 0 0E 0 E 15 0 a o E 125 SL 5 5 0E 5 so Ss Bra S11 c_010 57567 jo 10 0 node_38 node_168 node_445 2
94. a Brecherkennzahl am Deichfu Im Gegensatz zum Auftreffpunkt ist die analytische Berechnung des maximal einwir kenden Drucks auf ein Setzsteindeckwerk durch die rein zuf llige Zusammensetzung des Wasser Luft Gemischs der Brecherzunge nicht m glich F hrb ter und Sparboom 1988 entwickelten mit Hilfe von systematischen Messungen im Gro en Wellenkanal Hannover GWK folgende empirische Formel zur Berechnung des maximal einwirken den Drucks die sie mit umfassenden Naturmessungen an Deichen der deutschen Nordseek ste vergleichen l Prmaxs9 9 C Py 8 Hs 3 mit Pmax99 9 Maximaler Druck bei 99 9 Unterschreitungshaufigkeit N m n Neigung der B schung Pw Dichte des Wassers kg m 87 Fabian Gier g Erdbeschleunigung m s Hs Signifikante Wellenh he m C Empirischer Koeffizient In der Literatur liegt der Wertebereich f r den empirischen Koeffizienten C zwischen 24 und 30 Daraus kann gefolgert werden dass die Gleichung 3 zwar Ansatzwerte fur die H he der Druckschlagbelastung liefert jedoch als Eingangswert eines Bemes sungsansatzes zu ungenau ist 13 4 Widerstandsf higkeit eines Setzsteindeckwerks ohne Verzahnung 13 4 1 Widerstandsf higkeit Setzsteindeckwerks gegen Wellenangriff Wie in Abschnitt 13 3 2 gezeigt worden ist wirken Auftriebskr fte w hrend des Wellen ablaufs auf die Unterseite der Setzsteine Die Belastungssituation eines einzelnen Setzsteins infolge der angreifenden Kr fte
95. ach dem Hochwasser an und deutet somit auf geringere Porenr ume hin als vor dem Hochwasser Jedoch nimmt der SO der Unterschicht signifikant durch das Hoch wasserereignis ab was auf eine h here Permeabilit t in der Unterschicht hindeutet Dieser zun chst merkw rdig erscheinende Sachverhalt kann damit begr ndet werden dass w hrend dem Hochwasser die Oberschicht erodiert Feinsedimente aus der Un terschicht ausgesp lt werden und w hrend dem absteigenden Ast des Hochwassers kann sich gr beres Geschiebe erneut ablagern und Feinsedimente k nnen in den neu geschaffen L ckenraum infiltrieren und somit den L ckenraum reduzieren Der Fredle Index nimmt f r die Oberschicht zu woraus auf einen gr eren Porenraum geschlossen werden kann Dies steht im Gegensatz zu den Auswertungen des Sortie rungskoeffizienten F r die Unterschicht nimmt der Fredle Index markant ab und unter st tzt somit die Interpretation des Sortierungskoeffizienten Der Feinsedimentanteil zeigt generell einen geringeren Anteil in der Oberschicht als in der Unterschicht Durch das Hochwasser konnte der Feinsedimentgehalt in der Ober schicht um 30 reduziert werden w hrend er in der Unterschicht halbiert werden konnte 130 Entwicklung eines Ansatzes zur numerischen Simulation von Infiltrationsprozessen Bezuglich der biologischen Interpretation der Daten hinsichtlich der Reproduktion von kieslaichenden Fischarten gibt Dirksmeyer 2008 Grenzwerte an Zum Beispiel s
96. ahr 2005 errechnet werden Bieri et al 2010 Das Modell bietet somit eine ausgezeichnete Ausgangslage zur Weiterentwicklung im Bereich von Normalabfl ssen und zur Evaluation diverser Szenarien Nat rliche und anthropogene Einfl sse auf Schwall Sunk sowie Restwasser sollen untersucht werden Systematische Simulationen verschiedener Szenarien sollen den Einfluss der hydrolo 103 Martin Bieri und Anton J Schleiss gischen Zusammensetzung des Einzugsgebietes des Ausbaugrads und des Klimas auf den Betrieb und die daraus resultierenden Abflusse in den Fliessgewassern evalu ieren 800 700 Measured discharge H 2 Simulated discharge 600 300 H 40 00 Rainfall at Ulrichen mm h fi 200 H ASAS eee nun nun HQ Rainfall at Grimsel Hospiz mm h N Run off Aare River in Brienzwiler m s Run off Aare River in Brienzwiler m s 21 22 23 24 25 26 23 24 25 26 27 28 a Days in August 2005 b Days in August 1987 Abb 15 3 Abflusssimulation fur Pegel Brienzwiler a Kalibrierung mit Hochwasserereignis 2005 b Uberpriifung mit Hochwasserereignis 1987 15 7 Verdankung Das vorliegende Forschungsprojekt 9676 1 PFIW IW wird von der Forderagentur fur Innovation des Bundes KTI und den Kraftwerken Oberhasli AG KWO finanziert Die Autoren danken allen Partnern fur ihr Engagement 15 8 Literatur Bieri M Schleiss A J Fankhauser A 2010 Modelling and simulation of floods in alpine catchments equ
97. alt unterschiedliche Inspektionsvorschriften 5 Innerhalb der Wasser und Schifffahrtsverwaltung wird seit 1 Januar 2007 f r die Do kumentation und Verwaltung von Inspektionen von Bundeswasserstra en und deren Bauwerke unter Ber cksichtigung der Verwaltungsvorschrift VV WSV 2101 Bauwerks inspektion von 1985 Stand 2009 das Programm WSVPruf eingesetzt Mittels dieses Programms k nnen die Auswertungen und Ergebnisse von Bauwerkspr fungen digita lisiert und so schneller und bersichtlicher als Informationen f r Schwachstellenanaly sen verwendet werden Bislang wird das Programm WSVPruf noch nicht bundesweit eingesetzt so dass derzeit eine begrenzte Auswahl an digitalen Inspektionsberichten zur Verf gung steht 6 Um Sch den beurteilen zu k nnen wurde innerhalb des Programms WSVPruf Scha densklassen mit einer Bewertung von SK 1 keine Beeintr chtigung bis SK 4 Tragfa higkeit Gebrauchstauglichkeit nicht mehr gegeben gebildet die zur Bewertung der Bauwerke herangezogen werden sollen Die Bewertungskriterien nach den Merkblat 149 Nannina Horstmann tern der BAW sind dabei die Begriffe Schaden Tragf higkeit und Gebrauchstaug lichkeit nach denen die Sch den bewertet werden sollen Mittels dieser Schadensbewertung wurde nach 6 ein Algorithmus zur Zustandsbewer tung untersucht Dabei wurde neben der Mittelwertbildung sowohl der einzahlige als auch der dreizahlige Algorithmus anhand d
98. amp Ortlepp 2003 Abb 20 1 zeigt einen berblick ber das Untersuchungsgebiet und die ausgew hlte Untersuchungsstrecke mit einer Gesamtl nge von ca 350m 124 Entwicklung eines Ansatzes zur numerischen Simulation von Infiltrationsprozessen Schweiz a 2 a f N Az Quatavas bere al r r L Schweiz Fri m se ee a j nl Bon on FR T I o SS m 7 f mm d SE fe A P i 7 unt dal Ga a j x 7 j f d A s 2 ki m an Oo m Abb 20 1 bersichtskarte des Untersuchungsgebiets am Sp l 20 4 Material und Methoden 20 4 1 Monitoring Programm Das Monitoring Programm begann in Dezember 2009 und kann in eine abiotische und biotische Datenaufnahme gegliedert werden Abiotische Datenaufnahme Um Informationen ber die Sedimentcharakteristik der Flie strecke zu bekommen wur den diverse Sedimentproben in jeweils zwei vertikalen Schichten Oberschicht Unter schicht entnommen Zur Durchf hrung von Korngr enanalysen wurden die Sedimen te mit folgenden Siebgr en trocken ausgesiebt 63 31 5 16 8 5 2 0 63 0 2 0 063 alle in mm Die Gesamttrockenmassen aller Proben mit einer Spanne von 9 12 kg bis 18 72 kg entsprachen jeweils den Kriterien nach DIN 18123 Insgesamt wurden jeweils vier Sedimentproben vor und nach einem k nstlichen Hochwasser im September 2009 ausgewertet Zus tzlich wurde der Gehalt an gel sten Sauerstoff ebenfalls in zwei vertikalen Sedi menttiefen 1
99. an one parameter is decisive in determining the ecological quality of the interstitial warranting the application of the fuzzy logical approach Thus the considera tion of both biological and morphological factors can be considered 20 3 Einleitung 20 3 1 Hintergrund Bereits vor einem halben Jahrhundert wurde die hyporheische Zone als ein kologisch unabh ngiger Lebensraum in mehreren wissenschaftlichen Studien identifi ziert Schwoerbel 1961 Borchardt amp Pusch 2009 Allgemein kann das hyporheische Interstitial als dynamische Grenzschicht zwischen Grund und Oberfl chenwasser be zeichnet werden Dahm et al 2006 Eine eher auf die Biologie fokussierende Definiti on von Brunke et al 2007 beschreibt das Interstitial als aktives Okoton zwischen Grund und Oberfl chenwasser mit dynamischen Grenzen welche alle interstitiale Or ganismen beinhaltet Aus hydrologischer und morphologischer Sicht sind keine eindeu tigen Definitionen in der wissenschaftlichen Literatur zu finden Ein Hydrologe interes siert eher die Austauschwassermenge zwischen Grundwasser und Oberfl chenwasser w hrend f r einen Morphologen eher die vertikale Sortierung von Sedimentschichten mit charakteristischen Korngr enzusammensetzungen sowie Erosions und Sedimen tationsbereiche im Vordergrund stehen Laut Ward 1989 spielen morphodynamische Prozesse hinsichtlich aller vier Dimensionen horizontal vertikal longitudinal zeitlich f r das Kiesl ckensystem vo
100. analysis with the 2D CFD software HYDRO_AS 2D was performed For this reason the challenge could be accepted and mastered timely and professional 2 3 Allgemein 2 3 1 Projektbeschreibung Bei den Bauarbeiten eines Kleinwasserkraftwerks in Italien wurden durch eine von den Planungsgrundlagen abweichende Ausf hrung die Unterwasser UW Kanale des Krafthauses mit geringeren lichten H hen ausgef hrt Unter diesen Rahmenbedingun gen wurde der Arbeitsbereich f r Wasserbau beauftragt eine Untersuchung der neuen Geometrie durchzuf hren Es galt eine Entscheidungsgrundlage f r eventuell notwen Robert Klar und Roman Gabl dige Reparaturma nahmen zu schaffen und dabei den Baufortschritt m glichst nicht zu verz gern Ziel der Untersuchung war der Nachweis dass auch bei h chstem Wasser spiegel im Vorfluter keine Beeinflussung der Betriebsf hrung zu bef rchten ist Um die Untersuchungen im zeitlich engen Rahmen durchf hren zu k nnen wurden parallel eine 3D und mehrere 2D Str mungsberechnungen durchgef hrt und jeweils die Was serspiegellagen im gesamten Unterwasserkanal ermittelt 2 3 2 Geometrie Der UW Kanal wurde auf Pl nen des Auftraggebers aufbauend mittels des CAD Programms Rhinoceros dreidimensional modelliert Diese aufbereitete Geometrie dien te als Grundlage fur die Generierung der Berechnungsnetze Profil 4 E m HYDRO_AS 2D Proft Te i Berechnungsnetz Profil 3 ae l I Krafthaus Profil 7 il Profi
101. and Dynamic Loads in Journal of Stuctural Engineering Paper Nr 1310 1992 K J Bathe Finite Element Procedures Prentice Hall 1995 R Feldbacher M Sohrabi Gilani G Zenz The Influence of Casting Sequence and Thermal Stresses on Early Cracking of Thin Arch Dams for two different Finite Element models 10th ICOLD Benchmark Workshop Paris 2009 R Feldbacher G Zenz Naturmessungen an Talsperren im Zusammenspiel mit numerischen Berechnungen in Osterreichische Wasser und Abfallwirtschaft 3 4 10 Springer 2010 26 Raumliches Tragverhalten von Schwergewichtsmauern 5 Raumliches Tragverhalten von Schwergewichtsmauern Tobias Gebler Silke Wieprecht und Walter Marx Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart 5 1 Kurzfassung Im folgenden Beitrag wird das r umliche Tragverhalten von Schwergewichtsmauern untersucht um eine Aussage treffen zu k nnen unter welchen geometrischen Randbe dingungen dreidimensionale Berechnungen f r die F hrung von Standsicherheits nachweisen bei vertieften Sicherheits berpr fungen erforderlich sind Dabei werden die Ergebnisse zweidimensionaler und dreidimensionale Finite Elemente Simulation miteinander verglichen Eine Analyse unterschiedlichster Mauern mit geraden Achsen zeigt das bei einem Verh ltnis von Kronenl nge zu Mauerhohe kleiner als 7 5 eine seitliche Lastabtragung in die Talflanken auftritt und dadurch bei zweidimensionalen Berechnungen die vertikale Druckspannungen an der Aufstan
102. ans Peter Symposium Ressource Flache und VEGAS Statuskol loquium 2003 30 September und 1 Oktober 2003 2003 ISBN 3 933761 27 1 Omar Khalil Ouda Optimisation of Agricultural Water Use A Decision Support System for the Gaza Strip 2003 ISBN 3 933761 28 0 Batereau Katrin Sensorbasierte Bodenluftmessung zur Vor Ort Erkundung von Schadensherden im Untergrund 2004 ISBN 3 933761 29 8 Witt Oliver Erosionsstabilitat von Gew ssersedimenten mit Auswirkung auf den Stofftransport bei Hochwasser am Beispiel ausgew hlter Stauhaltungen des Ober rheins 2004 ISBN 3 933761 30 1 Jakobs Hartmut Simulation nicht isothermer Gas Wasser Prozesse in komplexen Kluft Matrix Systemen 2004 ISBN 3 933761 31 X Li Chen Chien Deterministisch stochastisches Berechnungskonzept Zur Beurtei lung der Auswirkungen erosiver Hochwasserereignisse in Flussstauhaltungen 2004 ISBN 3 933761 32 8 Reichenberger Volker Helmig Rainer Jakobs Hartmut Bastian Peter Niessner Jennifer Complex Gas Water Processes in Discrete Fracture Matrix Systems Up scaling Mass Conservative Discretization and Efficient Multilevel Solution 2004 ISBN 3 933761 33 6 Hrsg Barczewski Baldur Koschitzky Hans Peter Weber Karolin Wege Ralf VEGAS Statuskolloguium 2004 Tagungsband zur Veranstaltung am 05 Oktober 2004 an der Universit t Stuttgart Campus Stuttgart Vaihingen 2004 ISBN 3 933761 34 4 Asie Kemal Jabir Finite Volume Models for Multiphase Multic
103. anspruchung f r ein Deckwerk darstellen Rijkswaterstaat 1998 Bez glich der Seegangsbelastung werden aus Gr nden der Funktionalit t folgende Hauptanforderungen an Setzsteindeckwerke gestellt e ausreichende Widerstandsf higkeit gegen welleninduzierten Auftrieb verursacht durch eine e ausreichende Widerstandsf higkeit des Deckwerks gegen auftreffenden Wellenschlag Die gestellten Anforderungen an das Setzsteindeckwerk k nnen nur erf llt werden wenn die Setzsteine zusammen mit der unterliegenden Deichkonstruktion auf die zu erwartende Belastung ausgerichtet sind Fragestellungen hinsichtlich der Wahl der Ma terialien deren Abfolge und Schichtst rke sowie das Neigungsverh ltnis des Deiches sind demnach zu Beginn der Bemessung zu kl ren Ein nach den Regeln der Technik anerkannter Aufbau eines Setzsteindeckwerks sieht im Anschluss an die Setzsteine 85 Fabian Gier beispielsweise einen Kornfilter als hydraulischen Filter ein Geotextil als mechanischen Filter und einen Sandkern als Untergrundmaterial vor CUR 1995 13 3 2 Belastung durch Wellenzyklen Uber die Verlegungsfugen gelangt Wasser wahrend des Wellenauflaufs in die Unter konstruktion des Setzsteindeckwerks Das in den Deich eingedrungene Wasser l uft wahrend des Wellenablaufs im Vergleich zur luftseitigen Boschung bedeutend langsa mer ab wodurch Druckhohenunterschiede entstehen Diese Druckhohenunterschiede verursachen wiederum Auftriebskrafte die gegen die U
104. anten technischen und kologischen Faktoren identifiziert 112 Ein Input Output Modell fur die Nutzung von Gezeitenenergie am Severn Estuary Fur die unterschiedlichen Projektvarianten fur die Gezeitenenergiegewinnung sind un terschiedliche Faktorgr en relevant Im Rahmen dieser Studie wurden Varianten f r eine Gezeitensperre betrachtet Andere Projektvarianten wie beispielsweise Gezeitenstr mungs Turbinen oder eine Gezeiten Lagune k nnen aber analog untersucht werden Zun chst wurden alle systemrelevanten Gr en in einen qualitativen Input Output Graph dargestellt In unserem Beispiel sind Gr en die w hrend der Bauzeit wichtig sind und Gr en die im Betrieb aufkommen gleichzeitig eingezeichnet Es w re jedoch auch m glich durch Einf hrung einer zeitlichen Komponente diese verschiedenen Aspekte zu trennen a Wattw rmer Finanzierung Ausgleichs c Fl chen _ Gezeiten Energie gon Einsparung Intertida Habitate Gezeiten Zyklus Einkommen Sediment _ _ Management Schifffahrt materialien Produktion Landnutzung _ Wasserg te Abb 18 3 Systemgraph f r die Severn Barrage 113 Eva Fenrich 18 5 Quantifizierung eines Modells fur den Severn Estuary Um ein quantitatives Input Output Modell zu erstellen wurde aus dem im vorigen Ab schnitt aufgestellten Systemgraph fur jede Kante ein Transform
105. ations 2007 ISBN 3 933761 63 8 Marx Andreas Einsatz gekoppelter Modelle und Wetterradar zur Abschatzung von Niederschlagsintensitaten und zur Abflussvorhersage 2007 ISBN 3 933761 64 6 Hartmann Gabriele Maria Investigation of Evapotranspiration Concepts in Hydro logical Modelling for Climate Change Impact Assessment 2007 ISBN 3 933761 65 4 Kebede Gurmessa Tesfaye Numerical Investigation on Flow and Transport Char acteristics to Improve Long Term Simulation of Reservoir Sedimentation 2007 ISBN 3 933761 66 2 Trifkovic Aleksandar Multi objective and Risk based Modelling Methodology for Planning Design and Operation of Water Supply Systems 2007 ISBN 3 933761 67 0 Gotzinger Jens Distributed Conceptual Hydrological Modelling Simulation of Climate Land Use Change Impact and Uncertainty Analysis 2007 ISBN 3 933761 68 9 Hrsg Braun J rgen Koschitzky Hans Peter Stuhrmann Matthias VEGAS Kolloguium 2007 Tagungsband zur Veranstaltung am 26 September 2007 an der Universit t Stuttgart Campus Stuttgart Vaihingen 2007 ISBN 3 933761 69 7 Freeman Beau Modernization Criteria Assessment for Water Resources Plan ning Klamath Irrigation Project U S 2008 ISBN 3 933761 70 0 Verzeichnis der Mitteilungshefte 13 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 Dreher Thomas Selektive Sedimentation von Feinstschwebstoffen in Wechselwir kung mit wandnahe
106. ationskoeffizient be stimmt Hierzu wurde beispielsweise die eingestaute Flache pro Energieproduktion fur die bestimmt Angenommen wurde fur die Berechnungen eine Betriebsweise bei der nur bei Ebbe produziert wird d h nur wenn au erhalb der Sperre die Wasserspiegel niedriger liegen wird produziert Weitere Betriebsmodi f hren zu anderen Transformati onskoeffizienten die in dieser Studie nicht untersucht wurden Aus dem qualitativen Modell konnte berechnet werden dass f r die momentan ange nommenen Habitatanspr che am Severn wie sie aus 7 bestimmt wurden f r die gro Re L sung d h die Cardiff Weston Barrage nicht erfullbar sind Dies k nnte jedoch durch die Schaffung von Ausgleichsflachen an anderen stuaren und K stenabschnit ten verbessert werden 18 6 Zusammenfassung und Ausblick In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden dass die Input Output Analyse ge eignet ist die Struktur von Gezeitenkraft Projekten darzustellen und quantitative Zu sammenh nge aufzuzeigen Das Modell kann f r verschiedene Projektvarianten mit unterschiedlichen Standorten f r die Gezeitensperre verwendet werden F r andere Nutzungsarten m sste auch das qualitative Modell nochmals angepasst werden Da f r die Bewertung von Fl chen f r Habitate hier jedoch nur auf Gesamtfl chen be stimmt werden die einmal pro Gezeitenzyklus berflutet werden nicht jedoch auf ge nau Habitatanspr che eingegangen wird ist das Modell in seiner j
107. atrixturbinen mit je 10 m s Schluckf higkeit kann eine installierte Leistung von etwa 5 5 MW bzw eine Jahreserzeugung von ber 30 GWh a an einem Standort der Unteren Salzach erzielt werden Wesentliches Element des Flie gew sserkraftwerkes bildet die aufgel ste Sohlrampe die eine Vielzahl von Anforderungen erf llen muss So steht neben der Gew hrleistung 174 Modellversuche zur Geschiebetransportproblematik einer schadfreien Hochwasserabfuhr unter Berucksichtigung des Geschiebetransports vor allem die gewasserokologische Funktionsfahigkeit im Mittelpunkt H HYDRAULIK AGGREGAT SAUGROHR UW Sohle gem ROV ERBE Te 378 27 m N a TVERSCHLUSS Abb 27 2 Querschnitt durch das Flie gew sserkraftwerk P yry 2009 27 5 Modellversuch 27 5 1 Parameter Das physikalischen Modell basiert auf der Froud sche Modellahnlichkeit bei der die jeweilige Froud sche Zahl im Modell derjenigen in der Natur entspricht Im L ngenma stab von M 1 30 konnte eine Flusstrecke von ca 450 Metern im Modell abgebildet werden Das Modell verf gt ber eine bewegliche Sohle mit zugeh riger Geschiebezu gabevorrichtung zur Modellierung des transportierten Materials 3 NATUR Salzach NATUR Salzach Ma stab 1 30 MODELLVerwendetes Material 100 on B0 70 ih Ai ee i 50 40 Lh a ERBE EN ER ee Siebdurchgang 0 4 10 4 0 001 0 01 0 1 1 10 100 1000 Korndurchmesser
108. ausreichender Beluftung nicht zu erwarten 1 0 9 o N 00 Wassertiefe m D O 0 5 m 0 4 UWSPL gem Vorgabe Li _ _ _ _ _ _ 0 3 Dh 10 cm 0 2 4 6 8 10 Stationierung m Abb 2 4 Wassertiefen im Profil 7 Variation der UW Randbedingung 11 0 5 10 15 20 25 30 Stationierung m Abb 2 5 Wasserspiegel im Profil 8 Variation der UW Randbedingung 2 2 Variation Rauheit Die Richtwerte fur den Strickler Beiwert von Betonkanalen aus der Literatur reichen von kSt 50 m1 3 s fur ungleichm ige Betonflachen bis zu kSt 100 m1 3 s f r Zement glattstrich Die Ergebnisse der Variationsrechnungen mit jeweils in 10er Schritten ver nderten Strickler Beiwerten sind nachstehend exemplarisch fur Profil 7 visualisiert Der Einfluss der Rauheit beschr nkt sich auf maximal 3 cm Wassertiefen Differenz siehe Abb 2 6 12 Kombinierte 2D und 3D numerische Stromungssimulation 0 59 kst 50 m s Wassertiefe m ks 100 m s Dksg 10 m ls Stationierung m Abb 2 6 Wassertiefe im Profil 7 Variation der Rauheit 2 7 3 Variation konstanter Viskositatsanteil Ein konstanter Viskosit tsanteil gr er als Null ist vor allem dort erforderlich wo es zu einem st rkeren Durchmischen kommt sowie in Bereichen mit bedeutenden Scher str mungen Nachfolgend wird exemplarisch anhand des kritischen Profils 7 eine Ab sch tzung des Einflusses dieses
109. bei einer An lagenkapazitat von 240 I s den Phosphateintrag in den See durch Nahrstoffausfallung reduziert Im Hochwasserfall zeigte die Anlage nur eine eingeschrankte Wirksamkeit Tobias Gierra Im Jahr 2009 wurde die Stilllegung und Demontage der Anlage beschlossen Da be sonders das Sediment als N hrstofftr ger wirkt werden die m glichen Folgen einer Stilllegung der Anlage in Bezug auf Sedimentr ckhalt und entfernung untersucht Die transportierten Feststoffe sollen zuk nftig in den m ndungsnahen Bereichen der B sen Sieben f r ein m glichst gro es Abflussspektrum sedimentieren Aus diesem Grund werden m glichst geringe Einlaufgeschwindigkeiten in den See angestrebt Abb 1 1 FWA vor der M ndungsbucht der B sen Sieben in den S en See Zur Verbesserung des R ckhalteverm gens im Einm ndungsbereich wurde 2007 der Bau eines Geschwindigkeitsverteilers einer Leitwand und einer Tauchwand im See vorgeschlagen Sp ter wurde festgelegt dass auch der zurzeit verschilfte Bereich ne ben der FWA im Hochwasserfall berflutet werden kann Daraufhin wurde ein komple xes Bauwerk mit mehreren berfallbauwerken zur Reduzierung und Vergleichm i gung der Zulaufgeschwindigkeiten im See geplant Unter der Zielsetzung eine wirt schaftliche L sung zu finden wurde dann eine Variantenuntersuchung angestellt die vorhandene Standflache der FWA im Einlaufbereich durch ein einfach gestaltetes Bauwerk so zu nutzen dass eine optimale Auftei
110. beiwertes A muss der Wert f r die quivalente hyd raulische Sandrauheit k definiert werden Eine einfache M glichkeit dieser Bestimmung erh lt man aus der Auswertung der Messergebnisse der Druckdifferenzen zwischen zwei Querschnitten in Bereichen mit einem linearen Drucklinienverlauf Diese Situation war im gegenst ndlichen Fall zwischen dem Kr mmer und der Bifurkation sowie im Bereich unterhalb des Konfusors gegeben Der aus der Literatur Prei ler amp Bollrich 1985 zu entnehmende Wert f r Plexiglas betr gt 0 0015 mm Abb 6 7 zeigt f r diesen Fall des linearen Drucklinienabfalls den Verlauf der quivalen ten hydraulischen Sandrauheit k mm in Abh ngigkeit der Str mungsgeschwindigkei ten f r den Hauptast Zustr mung sowie f r die abzweigenden ste Die Grundlage der Berechnung stellten die Messungen der Druckdifferenzen zwischen zwei Quer schnitten dar Wegen der allgemeinen Rauigkeitseinfl sse entlang des Rohres z B Sto verbindungen Klebestellen etc wurde im gegenst ndlichen Fall f r den Hauptast 41 Wolfgang Dobler et al ein Wert von k 0 01 mm und f r die abzweigenden Aste ein Wert von k 0 019 mm erhalten Rauheit mm 4 6 Geschwindigkeit m s Abb 6 7 Absolute hydraulische Rauheit k mm in Abh ngigkeit der Str mungsgeschwindigkeit Eine weitere M glichkeit zur Bestimmung der quivalenten hydraulischen Rauheit k besteht in der Verwendung des logarithmischen Geschwindigkeitsverlaufes
111. chen werden k nnen 18 2 Einf hrung In neuerer Zeit ist Meeresenergie wieder st rker im Gespr ch da hier im Gegensatz zu den konventionellen Wasserkraftanlagen noch ein sehr gro es ungenutztes Potential vorhanden ist Insbesondere die Nutzung der Gezeitenenergie ist eine interessante M glichkeit er neuerbare Grundlastenergie zu gewinnen da sie eine zuverl ssige regelm ige und voraussagbare Energieform ist Gezeitenenergie wird schon seit sehr langer Zeit in Gezeitenm hlen zur Energiegewin nung genutzt Diese M hlen sind meistens an kleineren stuaren zu finden In neuerer Zeit werden gr ere Gezeitensperren geplant die f r ein gro es Grundenergie Kraftwerk genutzt werden sollen Gezeitenenergie last sich auf unterschiedliche Weise gewinnen Neben der M glichkeit von Gezeitensperren die einen Meeresarm oder stuar vom offenen Meer durch einen Damm absperren lassen sich auch k nstliche Offshore Lagunen oder auch Str mungsturbinen am Meeresgrund zur Gewinnung von Gezeitenenergie nutzen 108 Ein Input Output Modell fur die Nutzung von Gezeitenenergie am Severn Estuary Diese verschiedenen Moglichkeiten der Gezeitenenergienutzung haben unterschiedlich gro e Auswirkungen auf die lokale kologie und ein unterschiedlich gro es Potential zur Gewinnung von Energie aus den Gezeiten 18 2 1 Bedingungen am Severn Estuary Der Severn Estuary ist einer der gr ten stuare in Gro britannien mit einer Fl che von
112. chtebene auf spannt einer Hochgeschwindigkeitskamera und einer speziellen PIV Box um den Ef fekt des Astigmatismus aufgrund der Kr mmung der Rohre zu vermeiden Die nat rli chen im F rderstrom enthaltenen Teilchen D 0 1 mm werden zur Reflexion heran gezogen Jede der im Modellversuch eingebauten PIV Boxen erm glicht die Messung der Str mungsgeschwindigkeiten in 4 Ebenen Abb 6 3 _ f Hochge Ba sChwindigkeits s 7 kamera 5 a v 7 F d al u 7 z eS 7 D E A en ae ZA Be 4 Y F Laserlicht schnitt Abb 6 3 PIV Box mit Kamera links erfasste Messebenen rechts 37 Wolfgang Dobler et al Die Aufnahmezeit des jeweiligen Stromungszustandes betrug 1 Sekunde bei einer Ab tastrate von 1 kHz Mit diesem Ansatz konnten sowohl die achsialen Sekundarstro mungen wie auch die Rauigkeit der Plexiglaswand erfasst werden Als Software zur Verarbeitung der Rohdaten wurde DynamicStudio 2 20 18 der Firma DantecDynamics verwendet 6 7 Hydraulische Berechnung Der lokale Verlustbeiwert Clocal zwischen zwei Querschnitten ist folgenderma en defi niert Ah G tokal ee 1 V Hauptast 28 mit Afjoca lokale Verlusth he ohne Ber cksichtigung der Rohrreibung VHauptast Mittlere Geschwindigkeit im Zulaufrohr Die Bestimmung der lokalen Verlusth he erfolgt unter Verwendung der folgenden Glei chungen Abb 6 4 Ah Mi oeai ap h y y Ah a a Ah 2g 2g 2 2 h A a Da
113. chtweiss Institut f r Wasserbau TU Braunschweig pp 1 127 91 Gabriele Harb und Gerald Zenz 14 Water and Energy Challenges for the Future Gabriele Harb und Gerald Zenz Institute of Hydraulic Engineering and Water Resources Management Graz University of Technology 14 1 Zusammenfassung Wasserkraft ist eine der wichtigsten erneuerbaren Energiequelle in S dosteuropa Southeast Europe SEE Aus diesem Grund und in Hinblick auf die Umsetzung der Erneuerbaren Energie Richtlinien der Europ ischen Union soll die Produktion von Energie aus Wasserkraft gesteigert werden Die Nutzung der Wasserkraft verursacht jedoch hydro und morphologische Ver nderungen im Flie gew sser und beeintr ch tigt damit die kologische Durchg ngigkeit sowie aquatische Lebensr ume Das EU Projekt SEE Hydropower besch ftigt sich mit der Stromerzeugung aus Wasserkraft und der Optimierung der Verwendung von vorhandenen Wasserressourcen mit Schwer punkt auf deren nachhaltiger Nutzung Im ersten Teil des Projekts wurde der Stand der Gesetze und des nationalen Gewassermanagements betreffend Wasserkraft unter sucht Dabei sind signifikante Unterschiede beim Stand der nationalen Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie fest zu stellen Der Schwerpunkt in diesem Beitrag liegt auf der Vorstellung des Projektes SEE Hydropower und den Ergebnissen betreffend die Um setzung der Wasserrahmenrichtlinie in den Projektpartnerl ndern 14 2 Abstract Hydropower is one
114. ckwerkssteine wird w hrend des kompletten Versuchs mit Hilfe von Fotos und Videoaufnahmen dokumentiert Hierzu werden nach der Fertigstellung der Deckschicht die W rfel im Untersuchungsbereich in 0 10 m Abschnitten mit unter schiedlichen Farben markiert Durch die farbliche Markierung k nnen die durch den 157 Christine Hegemann et al Wellenangriff aus dem Verbund gel sten Steine leichter erkannt und die Gr e der Verlagerung der W rfel besser definiert werden 24 4 Auswertung der Versuchsergebnisse Die Auswertung der Versuchsergebnisse erfolgt analog zu der Auswertung der Versu che aus der ersten Projektphase 24 4 1 Schaden in Abh ngigkeit von der einlaufenden Wellenh he Als Definition des beobachteten Schadens oder dem so genannten Schadensma wird in der Lebensdaueranlayse f r die durchzuf hrenden Versuchsreihen die Definiti on nach VAN DER MEER 1988 herangezogen Hier wird der Schaden durch die Schadenskennzahl Nop gekennzeichnet die wie folgt definiert ist Noo En 1 mit A Anzahl der verlagerten Steine B Breite des Testbereichs Laut VAN DER MEER versagt ein Deckwerk bei einer Schadenskennzahl von Nop 2 Die Auswertung der Versuchsreihen soll nun hinsichtlich der Abhangigkeit der Scha denskennzahl von der signifikanten Wellenhohe erfolgen Zur Schadenmakbestim mung werden f r jede einlaufende signifikante Wellenh he jeder Versuchsreihe die verlagerten Steine gez hlt Dabei wird jeder W rfel
115. d die ausfliessende Wassermenge Qne Das glaziale Submodell generiert einen Abfluss sobald die Schneedecke abgeschmol zen ist Peg c alimentiert das lineare Gletscherreservoir woraus der glaziale Abfluss Qc resultiert Das unvergletscherte Einzugsgebiet Abb 2b beinhaltet drei Modelle Das Schneemo dell ist dasselbe wie im vergletscherten Teil und produziert einen quivalenten Nieder schlag Peg welcher als Eingabe fur das Infiltrationsmodell GR3 Consuegra et al 1998 verwendet wird GR3 unterteilt diesen in einen Basisabfluss Qbase und einen Nettonie derschlag inet Letzterer dient als Eingangsgrosse im Modul SWMM Metcalf 1971 das den Oberfl chenabfluss Q generiert Die Modellierung des Aareeinzugsgebietes oberhalb des Brienzersees resultiert in 41 Untereinzugsgebieten die in 96 vergletscherte und 243 unvergletscherte Hohenbander aufgeteilt sind S mtliche relevanten Anlagen der Kraftwerke Oberhasli wie Speicher Pumpen Turbinen und Hochwasserentlastungsanlage wurden im Modell nachgebildet 102 Hydrologisch hydraulische Modellierung von alpinen Einzugsgebieten 15 5 2 Kalibrierung und berpr fung F r die Kalibrierung es Modells werden charakteristische Parameter der hydrologi schen Submodelle angepasst sodass f r vorgegebene Wetter und Betriebsdaten die gemessenen Abfl sse resultieren Dabei werden acht Gr ssen im Schnee Gletscher Infiltrations und Oberflachenabflusstool An Aci Kn Kez f r vergletscherte
116. das Ausgleichsbecken Teilmodell 3 wurde wegen des erforderlichen ungunstigen Modellma stabs und den damit verbundenen hohen Kosten von einem flachenintensi ven physikalisch hydraulischen Modell abgesehen Stattdessen erfolgte die Untersu chung der hydraulischen Verhaltnisse im Ausgleichsbecken unter Verwendung eines zweidimensionalen 2d hydrodynamisch numerischen HN Modells Digitales Gelandemodell DGM BE 317 037 318 02 BE 318 02 319 002 ll 319 002 319 985 Gl 319 985 320 967 BE 320 967 321 95 BE 321 95 322 932 GE 322 932 323 915 GE 323 915 324 897 Ml 324 897 325 88 325 88 326 862 326 862 327 845 Wl 327 845 328 827 El 328 827 329 81 I 329 81 330 792 330 792 331 775 331 775 332 757 332 757 333 74 333 74 334 722 334 722 335 705 L 335 705 336 687 L 336 687 337 67 EI 337 67 338 652 EI 338 652 339 635 HWE BE 339 635 340 618 I 340 618 341 6 Wehranlage Abb 8 2 Digitales Gel ndemodell des Ausgleichsbeckens 8 4 2 Modellgesetze Die Teilmodelle 1 und 2 der Odertalsperre waren geometrisch verkleinerte Nachbildun gen der Bauwerke Die messbaren geometrischen kinematischen und dynamischen Gr en wurden nach dem Froudeschen hnlichkeitsgesetz in ein Verh ltnis gesetzt Tab 8 1 um die Versuchsergebnisse auf das Naturbauwerk bertragbar zu machen Tab 8 1 Ma stabsfaktoren Physikalische Gr e Ma stabsfaktor nach Ma stab Ma stab dem Froudeschen B
117. dass sich keine Verklausung ausbildet Im Allgemeinen ist ersichtlich dass bei Verwendung von Schwemmholzmischungen mit Ver stelungen mit Ausnahme von HQnmin bei allen Abfl ssen eine Vollverklausung auf tritt Aus der Variation der Zugabezeit des Holzes ist zu erkennen dass bei geringen Abfl ssen und langer Zugabezeit die gegenseitige Beeinflussung der H lzer fehlt und dadurch auch die Charakteristik und Ausbreitung des Verklausungsteppichs entspre chend variiert Sie f llt im Allgemeinen aber kleiner aus die Gefahr einer Vollverklau sung ist geringer Dieser Effekt tritt auch bei den Versuchen mit glatten H lzern SHB auf wobei in dem Fall dadurch auch der Grad der Verklausung abnimmt Aus Rimb ck 50 berpr fung der Verklausungssicherheit von Br cken 2003 geht ebenfalls hervor dass sich beim komprimierten Transport von Schwemm holz mit gr erer Wahrscheinlichkeit Probleme an Engstellen im Gew sser ergeben Ein weiteres Merkmal bei verl ngerter Zugabezeit ist die Verdichtung bzw Komprimie rung des Verklausungsteppichs Die Aufstauh hen bzw R ckstaul ngen fallen f r geringere Abfl sse bedingt durch das gr ere Einstauvolumen im Gerinne generell gr er aus Abb 7 5 zeigt diesen Zusammenhang f r die Versuchsl ufe mit den Mischungen SHA und SHC fur die Br ckengeometrie entsprechend Abb 7 5 und einer Variante mit zus tzlich eingebautem Mittelpfeiler Durch die geringe lichte H he von 4 0 m zwische
118. dellierung von multifraktionalem Schwebstoff und Schadstofftransport in Fl ssen 2008 ISBN 978 3 933761 81 1 Hiester Uwe Technologieentwicklung zur In situ Sanierung der unges ttigten Bo denzone mit festen W rmequellen 2009 ISBN 978 3 933761 82 8 Laux Patrick Statistical Modeling of Precipitation for Agricultural Planning in the Volta Basin of West Africa 2009 ISBN 978 3 933761 83 5 Ehsan Saqib Evaluation of Life Safety Risks Related to Severe Flooding 2009 ISBN 978 3 933761 84 2 Prohaska Sandra Development and Application of a 1D Multi Strip Fine Sedi ment Transport Model for Regulated Rivers 2009 ISBN 978 3 933761 85 9 14 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart IWS Kopp Andreas Evaluation of CO Injection Processes in Geological Formations for Site Screening 2009 ISBN 978 3 933761 86 6 Ebigbo Anozie Modelling of biofilm growth and its influence on CO2 and water two phase flow in porous media 2009 ISBN 978 3 933761 87 3 Freiboth Sandra A phenomenological model for the numerical simulation of multiphase multicomponent processes considering structural alterations of po rous media 2009 ISBN 978 3 933761 88 0 Z llner Frank Implementierung und Anwendung neizfreier Methoden im Kon struktiven Wasserbau und in der Hydromechanik 2009 ISBN 978 3 933761 89 7 Vasin Milos nfluence of the soil structure and
119. den Messergebnissen von Wang und Grune 2005 soll Ruckschlusse auf die Gute des fur diese Untersuchungen errichteten Modells geben 26 4 Ausblick Ziel der hydraulischen Modellversuche ist die Entwicklung einer erweiterten oder neuen Bemessungsformel die Wand und Freibordhohen in Abhangigkeit von Wassertiefen und zul ssigen Uberlaufmengen bestimmt Es werden eine Reihe weiterer Unstimmigkeiten im EurOtop Manual 2007 vermutet So werden Streuungen in den den Bemessungsverfahren nach EurOtop Manual 2007 Zugrunde liegenden Messdaten vermutet die Unsicherheiten hinsichtlich der Aussage kraft fur den Einzelfall bedeuten Der Einfluss der Streuungen soll u a auch Gepruft werden 26 5 Support Hanz Dieter Niemeyer Nds Landesbetrieb fur Wasserwirtschaft Kusten und Naturschutz An der Muhle 5 26548 Norderney 26 6 Literatur Daemrich K F et al Irregular Wave Overtopping at Vertical Walls Learning from Regular Waves ICCE 2006 Abstract number 1105 2006 171 Nils B Kerpen und Karl Friedrich Daemrich Daemrich K F Overtopping at Vertical Structures Second German Chinese Joint Seminar on recent Developments in Coastel Engineering Tainan 1999 EurOtop Manual Wave overtopping of Sea Defence and Related Structures Assessment Manual 2007 Kanis J Uber die Streuung von mittleren Uberlaufmengen in hydraulischen Modelluntersuchungen von Seedeichen Franzius Institut f r Wasserbau und K steningenieurwesen Hannov
120. der schuttung sowie koh rente Deckwerke verklammerte Elemente oder Beton und As phaltdecken 161 Tobias Kubetzek Diese Deckwerke fugen sich jedoch aufgrund ihrer Oberflachenbeschaffenheit nicht in die Deichlinie ein und werden aus asthetischen und umwelttechnischen Grunden oft nicht akzeptiert Gelegentlich wird daher auf die Deckwerke noch eine Vegetations schicht als sogenannte Opferschicht aufgebracht die im Falle einer berstr mung planm ig erodiert und das darunterliegende widerstandsf hige Deckwerk freigibt Diese Opferschicht muss jedoch nach jeder berstr mung neu aufgebracht werden Neben den Kosten f r den Wiederaufbau und die hohen Kosten f r die Deckwerkskon struktion liegt ein Nachteil in diesem System daran dass diese berstr mungsstrecken einen sehr gro en Platzbedarf haben und daher nur lokal sehr begrenzt eingesetzt werden k nnen Erfolgt die berstr mung aufgrund ung nstiger Umst nde nur wenige Meter flussauf oder ab so wird der Deich dort versagen Die Versuche an der Technischen Universit t Darmstadt sollen zu einem Deckwerk f hren was fl chendeckend entlang der Deichlinie in den normalen Deichquerschnitt eingebaut werden kann und im Falle einer Deich berstr mung ein Versagen des Dei ches ma geblich verz gert und im besten Fall sogar verhindert Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Einsatz von oberfl chennahen Geokunststoffen da diese einfach zu handhaben sind und auch im Zuge e
121. dsfl che bersch tzt werden Des Weiteren wird die Bogenwirkung von leicht gekr mmt Schwergewichts mauern analysiert Es stellt sich heraus dass dieser Effekt relativ gering ist und nur bei schmalen T lern auftritt Die Studie gelangt zu dem Ergebnis dass auf Grund Ihrer Abmessungen bei etwa 20 der deutschen Schwergewichtsmauern eine dreidimensi onale Berechnung sinnvoll w re 5 2 Abstract This study investigates the stability of gravity dams subject to the valley shape and bending of the dam crest The results of the 2 D and 3 D finite element computations are compared to investigate to which extent 3 D modelling is necessary to perform sta bility analyses of existing dams in the framework In Depth Hydraulic Structure Exami nations in Germany Simulations of straight lined dams with a varying ratio of crest length to dam height show that up to a value smaller than 7 5 a lateral load transfer to the valley side appears where two dimensional simulations show varying results Next the influence oft the curvature of the dam was investigated The computations point out that the bending of the crest has only a minor influence to the stability of gravity dams Only in the case of narrow valleys are the compressive stresses at the dam foundation reduced The study arrives at the conclusion that for about 20 of the German gravity dams stability analysis with three dimensional calculations would be reasonable 27 Tobias Gebler 5
122. durch eine permeable Holzstutzkonstruktion er setzt Um die berg nge an der Schichtgrenze zwischen Kern und Filterschicht zu erhalten wird der Holzkern mit einer 6 cm hohen Schicht aus dem in der ersten Pro jektphase verwendeten Kernmaterial bedeckt und zudem ausreichend perforiert um einen Austausch und infolgedessen Energiedissipation durch den Wellenauflauf im Kern der Struktur zu erm glichen Die Permeabilit t der Holzst tzkonstruktion ist der Porosit t der gesch tteten Wellenbrecherstruktur aus der ersten Versuchsphase nach empfunden Die Filterschicht besteht aus einem 16 bis 32 mm gro em gebrochenen Steinmaterial welches das vom SHORE PROTEKTION MANUAL 1984 empfohlene Gewicht und somit auch eine ausreichende Porosit t aufweist Die Gr e der W rfel der Deckschicht nomineller Durchmesser Dn wurde fur die Ver suche in der ersten Projektphase mit Hilfe der Bemessungsformel von HUDSON 1959 und VAN DER MEER 1988 bestimmt Dabei wurde der Durchmesser so gew hlt dass das Deckwerk aus Normalbeton W rfel grunds tzlich bei einer Bemessungswel lenbelastung von H 0 24 m und T 2 4 s Modellwerte einen nachvollziehbaren Schaden erzielen sollte Der berechnete Durchmesser der ESG W rfel liegt unterhalb der verwendeten 5 cm Somit ist der verwendete nominelle Durchmesser der W rfel aus ESG gr er als notwendig so dass diese im Gegensatz zum Deckwerk aus Nor malbeton W rfel der Bemessungswellenbelastung standhalten Wi
123. e Anlagen veranlasste ebenfalls so gehandhabt Tab 3 1 bersicht physikalische Modellversuche der TIWAG 2 KW Kaunertal KW Sellrain Silz KW Strassen Amlach Drossel Wirbelkammer D sendrossel Modell 1 10 515 1 12 691 Medium Wasser Luft Drosselverhaltnis 1 1 96 1 2 66 15 Wolfgang Richter und Roman Gabl Flie richtung Borda ffnung D se 445 _ 7 Str mung Steigschacht 1 49 Abb 3 1 Dusendrossel Sellrain Silz mit beispielhaftem Stromungszustand Abschwingen 2 3 4 Ergebnisse 3 4 1 Allgemein Es konnte im Zuge dieser Machbarkeitsstudie exemplarisch im Rahmen einer Diplom arbeit gezeigt werden dass das Stromungsprogramm ANSYS CFX zur Ermittlung von Verlustbeiwerten in Ruckstromdrosseln sehr gut geeignet ist Basierend auf diesen Un tersuchungen wurde ANSYS CFX f r die weiterf hrenden Untersuchungen am Ar beitsbereich Wasserbau ausgew hlt In Tab 3 2 sind die Ergebnisse der 3D numerischen Str mungssimulation im Vergleich mit den physikalischen Modellversuchen dargestellt Die Ergebnisse der CFD Simulation der Wirbelkammerdrossel decken eine gewisse Schwankungsbreite in hn lichem Ausma wie in den zum Vergleich herangezogenen Modellversuchen ab daher kann das Ergebnis als gute bereinstimmung gewertet werden Aufgrund der Schwan kungsbreite und der unbekannten Randbedingungen der Modellversuche von 1962 63 wird auf einen direkten prozentuellen Vergleich verzichtet Bei den Ergebnissen der
124. e in der ersten Projektphase werden die W rfel bei der Herstellung des Deckwerks nach dem in der Praxis g ngigen Verfahren zuf llig platziert um auch die realen Rand und Einbaubedingungen im Feld reproduzieren zu k nnen Auch HUDSON und VAN DER MEER f hrten diese Form der Platzierung der Deckwerkselemente in ihren Modellversuchen durch 156 Modellversuche zum Einsatz von Kustenschutzelementen 24 3 Versuchsdurchfuhrung Die in der zweiten Projektphase durchzuf hrenden Versuche werden in Anlehnung an die Versuche in der ersten Projektphase durchgef hrt Zur Setzung des Wellenbrechers werden zu Beginn jeder Versuchsreihe zun chst Ssetz Versuche durchgef hrt Hier wird der Wellenbrecher mit regelm igen energie armen Wellen 50 der Bemessungswellenh he 100 der Bemessungsperiode und insgesamt 1000 Wellen beaufschlagt so dass sich die Deckwerkssteine in eine dichte re der Realit t folgenden Anordnung umlagern k nnen Im Gegensatz zu den Versuchen der ersten Projektphase wo sowohl Versuche mit regelm igen als auch unregelm igen Wellen durchgef hrt wurden werden in dieser zweiten Projektphase ausschlie lich Versuche mit unregelm igen Wellen Seegang durchgef hrt Die eingesteuerten langkammigen Wellen beruhen auf der Grundlage eines JONSWAP Spektrums mit Tiefwasserbedingungen und einem berh hungsfak tor von y 3 3 Der Modellseegang kann somit durch die eingesteuerte signifikante Welleh he Hs und der
125. e und Geohydrologie Leiter Prof Dr rer nat Dr Ing Andras Bardossy Stellv Dr rer nat Jochen Seidel VEGAS Versuchseinrichtung zur Grundwasser und Altlastensanierung Leitung Jurgen Braun PhD Dr Ing Hans Peter Koschitzky AD Verzeichnis der Mitteilungshefte 1 Rohnisch Arthur Die Bemuhungen um eine Wasserbauliche Versuchsanstalt an der Technischen Hochschule Stuttgart und Fattah Abouleid Abdel Beitrag zur Berechnung einer in lockeren Sand geramm ten zweifach verankerten Soundwand 1963 2 Marotz Gunter Beitrag zur Frage der Standfestigkeit von dichten Asphaltbelagen im GroBwasserbau 1964 3 Gurr Siegfried Beitrag zur Berechnung zusammengesetzter ebener Flachen tragwerke unter besonderer Berucksichtigung ebener Stauwande mit Hilfe von Randwert und Lastwertmatrizen 1965 4 Plica Peter Ein Beitrag zur Anwendung von Schalenkonstruktionen im Stahlwas serbau und Petrikat Kurt M glichkeiten und Grenzen des wasserbaulichen Ver suchswesens 1966 10 11 12 13 14 15 16 17 Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart IWS Plate Erich Beitrag zur Bestimmung der Windgeschwindigkeitsverteilung in der durch eine Wand gestorten bodennahen Luftschicht und Rohnisch Arthur Marotz Gunter Neue Baustoffe und Bauausfuhrungen fur den Schutz der B schungen und der Sohle von Kan len Fl ssen und H fen Geste hungskosten und jeweilige Vorteile sowie Unny T E Schwingungs untersuc
126. ediments is affected by discharge duration of pumped storage sequences and the intake outlet location Prior to laboratory tests several scenarios with and without sediments were simulated in a numerical model A comparison between the results and observations on the physical model allows optimizing both numerical and experimental setup The present paper describes the physical modeling concept the test rig and presents results of the preliminary numerical and hydraulic tests 11 3 Einleitung Sedimentablagerungen in Speichern f hren zu Stauvolumenverlusten und zur Bildung von Auflandungen vor Einlaufbauwerken oder Grundabl ssen Sie gef hrden damit die 72 Modellversuche zum Einfluss von Pumpspeichersequenzen auf Stromungsverhaltnisse nachhaltige Nutzung von Wasserkraftanlagen sowie die Sicherheit der Bauwerke Schleiss amp Oehy 2002 Schleiss et al 2010 Eingebettet in das CCEM Forschungsprojekt HydroNet a standardised methodology for pumped storage power plants hat die vorliegende Forschungsarbeit zum Ziel die Verlandungsproblematik spezifisch in Pumpspeicherkraftwerken zu untersuchen um L sungsans tze f r die berwachung und Vorhersage relevanter Sedimentationsph nomene in solchen Anlagen zu finden Studiert wird insbesondere der Einfluss der im Betrieb stetig wechselnden Pump und Turbinierzyklen auf die Turbulenz im Speicher und damit auf die Ablagerungsprozesse von Feinsedimenten Nach ersten Prototypmessungen a
127. egen zeigen sich fur den Lastfall LC1 left gro e Abweichungen der Werte untereinander und sogar negative Verlustbeiwerte Lastfall LC2 left LC4 right Auch gleichen die Werte nicht in der Art wie es im oberen Bild gezeigt wird Aus diesen und weiteren Vergleichen wurde die lineare Extrapolationsmethode als ge eignetere zur Bestimmung der lokalen Verlustbeiwerte herangezogen 40 Hydraulische Untersuchungen an einem Bifurkator Position M1 L3 Flow distribution LC1 Q left Q Main 1 u LC2 Q left Q Main 0 67 Q right Q Main 0 33 4 Position M4 L4 _Lc2 Q left Q Main 0 57 Q right Q Main 0 42 Position M5 L5 LC2 Q left Q Main 0 50 Q right Q Main 0 50 Position M6 L6 i Position M3 L3 Zeta LC1 left LC2 right LC2 left LC3 right LC3 left LC4 right LC4 left Load case 1 to Load case 4 Position M1 L3 Flow distribution Si LC1 Q left Q Main 1 FTTRORIEHOEN Maka LC2 Q left Q Main 0 67 Q right Q Main 0 33 lt 4 Position M4 L4 LC2 Q left Q Main 0 57 Q right Q Main 0 42 Position M5 L5 LC2 Q left Q Main 0 50 Q right Q Main 0 50 Position M6 L6 Zeta LC1 left LC2 right LC2 left LC3 right LC3 left LC4 right LC4 left Load case 1 to Load case 4 Abb 6 6 Vergleich zwischen der linearen oben und quadratisch polynomischen unten Extrapolationsmethode 6 9 Bestimmung der Rauheit Zur Bestimmung des Widerstands
128. ei einer Versuchsrei he zeitgleich ein Wellenbrecherkopf mit Deckwerkssteinen aus ESG und ein weiterer aus Normalbetonsteinen f r zwei unterschiedliche Wellenangriffsrichtungen untersucht Die beiden K pfe sind mit einer 6 m gro en Wellenbrecherflanke verbunden Durch diesen bergang kann gew hrleistet werden dass die Refraktion der einlaufenden Welle um den Wellenbrecherkopf keinen Einfluss mehr auf die Leeseite des auf der gegen ber liegenden Seite liegenden zweiten Wellenbrecherkopfes hat Abb 24 2 Draufsicht des Wellenbrechers auf der Holzkonstruktion Ma e in m Der verwendete Wellenbrecherquerschnitt entspricht dem typischen Querschnitt eines gew hnlichen Wellenbrechers der der Geometrie und dem Aufbau des bereits in der ersten Phase des Projektes untersuchten Struktur hnelt Als Querschnittsform wurde der vom SHORE PROTEKTION MANUAL 1984 empfohlene 3 Lagen Querschnitt mit einer B schungsneigung von 1 1 5 verwendet und besteht dementsprechend aus einem Kern einer Filterschicht und der Deckschicht siehe Abb 24 3 155 Christine Hegemann et al 22 Deckschicht 68 2 05 Abb 24 3 Querschnitt des eingebauten Wellenbrechers Da ein vollstandig geschutteter Wellenbrecher die Tragfahigkeit des drehbaren Podes tes uberschreiten wurde wird der Kern im Gegensatz zum geschutteten Kern in der ersten Projektphase fast vollst ndig
129. eines einzelnen Parameters nicht ausrei chend ist um die Qualit t des Interstitials zu beurteilen sondern mehrere Parameter ber cksichtigt werden m ssen 20 6 Diskussion Die Sohlh henver nderungen geben eine erste Einsch tzung ber die sediment dynamischen Prozesse Insbesondere die Erosionstiefe kann f r die Reproduktion von Bedeutung sein allerdings werden am Sp l keine Erosionstiefen erreicht um Eier aus dem Sediment auszuspulen Die unterschiedlichen Analysemethoden der Korngr en verteilung sind ebenfalls lediglich ein erster Ansatz um die Interstitialqualit t zu bewer ten welche sicherlich Uber einen mehrparametrischen Ansatz exakter abgesch tzt werden kann Des Weiteren gibt es noch zahlreiche zus tzliche Parameter wie die Po rosit t Permeabilitat oder die Ber cksichtigung von vertikalen hydraulischen Gradien ten welche die Sedimentinfiltration und somit auch den Sauerstoffgehalt beeinflussen k nnen Sear et al 2008 Diese Parameter gilt es zu erfassen und in multivariten Fuz zy Ansatz zu integrieren 131 Markus Noack 20 7 Referenzen Borchardt D Pusch M 2009 The ecology of the hyporheic zone of running waters Patterns processes and bottleneck functions Advances in Limnology 61 224 pages ISBN 978 3 510 47063 1 Dahm C N et al 2006 Hyporheic zones In Hauer F R and Lamberti G A eds Methods in stream ecology San Diego CA Academic Press pp 119 142 DIN 18123 1996 Baugrund
130. eiter transportiert wird empfohlen zu 0 018 Maastbergen amp van den Berg 2003 e Geschiebetransport Koeffizient empfohlen zu 8 0 Soulsby 1997 118 3D numerische Berechnung des Geschiebetransports Flat plate nee ET m aut Bil 1 ii i arias ee amp ill 1 Il nee i Er et nl g Abb 19 4 Werte f r den Str mungswiderstands Koeffizienten 6 Werte f r den Angle of Repose 4 e Angle of Repose entspricht dem nat rlichen Sch ttkegelwinkel der Kornfraktion und ist abhangig vom Durchmesser und der Kornform Damit wird ber cksichtigt dass Geschiebe auf einer schr gen Oberfl che leichter in Bewegung kommt bzw leichter erodiert werden kann 19 7 Ergebnisse der numerischen Berechnung und Vergleich mit dem physikalischen Versuch Fur die numerische Berechnung wurde nicht das gesamte Gebiet des physikalischen Modellversuchs simuliert sondern das zu berechnende Gebiet gegenuber dem physi kalischen Modellversuchs ober und unterhalb des Pfeilers verkleinert Dabei wurden fur die Berechnung ca 540 000 Zellen verwendet In Abb 19 5 sind die verwendeten Fixlinien im Grundriss ersichtlich Abb 19 5 Netzubersicht 2 Die Abb 19 6 ist eine Ansicht der Ergebnisse der numerischen Berechnung zu sehen Darin ist der maximale Pfeilerkolk in der Nahe des Pfeilerkopfes und die maximale An landung im Bereich unterstrom des Pfeilers zu erkennen In Abb 19 7 sind die Ergeb nisse des
131. ek na Dz SSeS BEZ er te ee gee a Be ai Abb 25 4 Deich w hrend der berstr mung Im Anschluss an den Versuch wurden Land und Wasserseite des Deiches geleert nach dem Abtrocknen wurde der Versuchsaufbau hinsichtlich der Ver nderung des Deckwerks und des Deichk rpers analysiert 25 6 Auswertung W hrend der beiden Versuche kam es zu massiver Erosion unterhalb der Geokunst stoffe wobei diese Erosion vorerst nur im Bereich der Flanke auftrat Das Material wur de zum Deichfu hin umgelagert wobei die dort eingeschlagenen Bodenn gel z T aus dem Boden gezogen wurden Sowohl am Deckwerk selbst als auch am Deichk rper konnten Sch den beobachtet werden e Die Geokunststoffe lagen teilweise hohl e Teile der Bodenn gel waren aus dem Boden gezogen e m ersten Versuch kam es stellenweise zum Versagen der Schwei punkte an den Geogittern e _ Erosionsrinnen ber die gesamte Deichflanke e Materialaufsch ttungen am Fu des Deiches z T mit vorgelagerten Kolken e Beginnende Untersp lung der Deichkrone Die beobachteten Sch den traten dabei sowohl bei dem weiten als auch teilweise mit reduzierter Auspr gung beim engen Vernagelungsraster auf Die Erosion unterhalb des Geotextils ist in der hohen vertikalen Durchl ssigkeit des eingesetzten Vliesstoffes begr ndet Das Wasser dringt im Bereich von Krone und Bo schung durch das Vlies und str mt hangparallel zum B schungsfu Da die Geotexti lien
132. em konstanten Viskosit tsanteil No 0 herangezogen Sowohl die Wasserspiegellagen als auch die tiefengemittelten Geschwindigkeiten stimmen gut berein Exemplarisch wird nachfolgend der freie Wasserspiegel und die Str mungsgeschwindigkeit der 3D links und 2D Berechnung rechts pr sentiert 10 Kombinierte 2D und 3D numerische Stromungssimulation free surface elevation 0 600 3D Berechnung 2D Berechnung Abb 2 2 Freier Wasserspiegel velocity magnitude 1 5129 0 6724 3D Berechnung 2D Berechnung Time Frame 500 002808 Abb 2 3 Str mungsgeschwindigkeiten 2 Sensitivitatsanalyse 2 1 Variation Unterwasserrandbedingung Der maximale Wasserspiegel im Vorfluter wurde vom Auftraggeber abgeschatzt Die Grundlage bildeten Aufzeichnungen der letzten Jahre eines Pegels ca 50 m oberhalb der Ruckgabestelle Um der Unsicherheit dieser Absch tzung zu begegnen wurde der UW Spiegel ausgehend vom Schatzwert des Auftraggebers in 10 cm Schritten variiert Nachfolgende Abbildungen zeigen die Auswirkungen der Variationen exemplarisch an hand der Profile 7 und 8 Der UW Kanal hat entlang des Profils eine konstante lichte Hohe von einem Meter Erst bei einer deutlichen Erhohung des vorgegebenen UW Spiegels UWSPL um 30 cm besteht die Gefahr des Zuschlagens des Kanals Die lich 11 Robert Klar und Roman Gabl te Hohe des UW Kanals im Bereich des Profils 8 betragt 1 5 m Auch hier ist ein Zu schlagen bei
133. en Fest stoff Reynolds Zahlen gr er 60 80 voraus u a in Aufleger 2005 Im folgenden Shields Diagramm sind die im Modell abgebildeten Transportzust nde bei verschiede nen Abfl ssen f r die Ma st be M 1 45 M 1 50 und M 1 100 dargestellt 47 Andreas Sendlhofer und Bernhard Gems Feststoff Reynolds Zahl Re 1 0E 00 1 0E 01 1 0E 02 1 0E 03 1 00 Feststoff Froude Zahl Fr 0 10 0 01 e M 1 45 s M 1 50 M1 100 Abb 7 2 Shields Diagramm mit den abzubildenden Abflussen fur die Ma st be M 1 45 M 1 50 und M 1 100 nach Shields 1936 adaptiert In Anbetracht einer m glichst optimalen Abbildung von Schwemmholzmaterial und zusammensetzung wird der Ma stab M 1 45 gew hlt Menge und Zusammensetzung des zugegebenen Schwemmholzes stellen wesentliche Modellparameter dar Die Absch tzung der Menge w hrend eines Hochwasserereig nisses erfolgt nach Rickenmann 1997 H 45 EZG m9 A H stellt darin die Menge des lose angeh uften Holzes in m dar EZG ist die Fl che des Einzugsgebietes in km Dieser Parameter bezieht einerseits die zur Verf gung stehende Holzmenge im Einzugsgebiet und andererseits die Gr e des zu erwarten den Hochwasserabflusses ein Mit einem Gesamteinzugsgebiet von 423 km ergeben sich 2535 m Schwemmholz Umgerechnet auf das Modell und unter Annahme einer mittleren Holzdichte von 500 kg m und einem mittleren Auflockerungsfaktor von 3 5 Lange und Bezzola 2006 ergibt
134. en Katastro phenhochwasser 1997 sanierten Deichabschnitte in Brandenburg dem Wasser im Wesentlichen stand Eine besondere Gefahr f r Deiche stellt die Erosion im Falle einer berstr mung dar die einen betroffenen Deich binnen kurzer Zeit vollst ndig versagen l sst Gelingt es das Deckwerk entlang der gesamten Deichlinie so zu konzipieren dass der Deich zerst rungsfrei berstr mt werden kann so k nnen zuk nftig die auftretenden Sch den deutlich reduziert werden Eine berflutung des Hinterlandes wird zwar nicht verhindert jedoch steigt die Evakuierungszeit Gleichzeitig entf llt die zerst rerische Kraft einer Flutwelle die im Falle eines Deichbruchs auftritt Die Entwicklung eines solchen Deckwerks ist das Ziel der Versuche am Fachgebiet Wasserbau an der TU Darmstadt 25 2 Abstract In the last few decades there were numerous serious floodings along the major rivers The flood just receding in Poland has shown the importance of the constant adaptation of the dikes to the changing climatic conditions and the state of the art For while the old Polish dikes broke in many places the dike sections in Brandenburg reinforced since the catastrophic floods in 1997 primarily held up against the water A particular threat to levees is the erosion in the event of an overflow by which the dike concerned can completely fail within a short time lf we succeed in constructing a revetment along the whole dike line that can be over
135. en Phase des DAfStb BMBF Verbundforschungsvorhaben Nachhaltiges Bauen mit Beton Deutscher Ausschuss fur Stahlbeton Heft 572 Beuth Verlag GmbH Berlin 2007 151 Nannina Horstmann 4 PIANC Life Cycle Management of Port Structures Recommended Practice for Implementation PIANC Report No 103 Working Group 103 of the Maritime Navigation Commission Brussel Belgien 2008 5 K HNI B DEFELD KUNZ EMS WSV Ein Erhaltungsmanagementsystem f r Verkehrswasserbauwerke In Bautechnik 85 2008 Heft 8 Ernst amp Sohn Verlag Berlin S 514 520 2008 6 Kunz u Bodefeld Von der Bauwerksinspektion zum Bauwerksmanagement Mitteilungsblatt der Bundesanstalt f r Wasserbau BAW Nr 83 Karlsruhe 2001 7 BAW Forschungskompendium Wasserbau 2008 Bundesanstalt f r Wasserbau Karlsruhe 152 Modellversuche zum Einsatz von Kustenschutzelementen 24 Modellversuche zum Einsatz von Kustenschutzelementen mit Eisensilikat Gestein als Betonzuschlag Christine Hegemann Mayumi Wilms und Torsten Schlurmann Franzius Institut fur Wasserbau und Kusteningenieurwesen Leibniz Universitat Hannover 24 1 Veranlassung und Projektbeschreibung Die Firma PEUTE BAUSTOFF GmbH PEUTE stellt Eisensilikat Gesteinsprodukte ESG her die zukunftig auch als Betonzuschlag fur den Bau von Kustenschutzele menten wie z B f r den Deckschichtaufbau von Wellenbrechern und allgemeinen Deckwerksbau verwendet werden sollen
136. er 2008 Wang Z und Gr ne J Wellen berlauf an senkrechten und steil geneigten Wellenbrechern 5 FZK Kolloquium Forschungszentrum K ste Merkurstrasse 11 30419 Hannover 2005 172 Modellversuche zur Geschiebetransportproblematik 2 Modellversuche zur Geschiebetransportproblematik am Flie gew sserkraftwerk an der Unteren Salzach Barbara Brinkmeier Institut f r Infrastruktur Arbeitsbereich Wasserbau Universit t Innsbruck 27 1 Kurzfassung Das Konzept des Fliessgew sserkraftwerkes wurde f r eine angedachte Wasserkraft nutzung an der Unteren Salzach entwickelt Neben geringen Fallh hen und hohen oko logischen Anforderungen stellt vor allem der Geschiebetransport durch das Querbau werk eine gro e Herausforderung dar In einer Machbarkeitsstudie wurden wesentliche Aspekte des Kraftwerkskonzeptes untersucht Das geplante Kraftwerk wurde in einem wasserbaulichen Modellversuch an der Universit t Innsbruck ma st blich abgebildet und zur Beantwortung mehrerer Fragestellungen herangezogen Das Hauptaugenmerk wurde dabei auf die Funktion des geplanten Querbauwerkes hinsichtlich Durchg ngig keit von Geschiebe gelegt Das Konzept wurde in mehreren Schritten untersucht und optimiert Die Ergebnisse der Modellversuche und der optimierte Zustand des Kraft werkes werden in vorliegendem Beitrag beschrieben 27 2 Abstract The newly developed concept of the river flow power plant aims at energy generation at the lower Salzach Ri
137. er Sch den f r Schleusenanlagen berech net und die Auswertungen miteinander verglichen wobei die Aussagef higkeit der Mit telwertbildung ist begrenzt da die Spannweite dieser Mittelwerte gering ist Des Weite ren beeinflusst die Anzahl der Sch den die Gesamtnote nicht und die guten Bewertun gen kompensieren die schlechten Au erdem hat auch die Bedeutung des Schadens bzw des gesch digten Bauteils keinen Einfluss auf die Gesamtnote des Bauwerks Mit diesem Verfahren kann eine Dringlichkeit f r Instandsetzungsmafsnahmen nicht er kannt werden und ist damit als ungeeignet anzusehen finkat To Anteil Summenh ufigkeit e Anteil Summenh ufigkeit wor 20 g 100 O N A Q Zustandsnote Zustandsnote Abb 23 3 Zustandsnote nach einzahligem Algorithmus Mitte dreizahligem Algorithmus rechts 6 Gegen ber der Mittelwertbildung wird bei dem einzahligen als auch bei dem dreizahli gen Algorithmus das gesamte Notenspektrum von 1 bis 4 ausgenutzt Nach der Aus wertung des einzahligen Algorithmus sind von den 55 untersuchten Schleusenbauwer ken 21 Schleusen und damit 38 der Bauwerke schlechter als die Note 3 und damit nicht mehr ausreichend tragf hig Die Vorteile der beiden letzten Verfahren liegen nach Aussage von KUNZ UND B DE FELD 6 darin dass hier die Anzahl der Sch den wie auch die Anzahl der gesch dig ten Kategorien ber cksichtigt wird Des Weiteren beeinflusst auch eine schlechte
138. er Unterschied zwischen diesen beiden Projekten ist die Tatsache dass bei der Anlage in Nepal HEP Arun 3 das Entsanderbauwerk nach einem 150 m langen Kanal im Anschluss an den Einlauf angeschlossen ist w hrend beim Baso Chhu Projekt der Entsander unmittel bar im Anschluss des Einlaufes errichtet wurde Zwei voneinander unabh ngige Model le wurden f r HEP Arun 3 errichtet Ein Modell umfasst den Fassungsbereich bis 800 m stromaufwarts die Hochwasserentlastungsanlage sowie den Bereich bis 400 m fluss abw rts im Ma stab M 1 60 Das zweite Modell im Ma stab M 1 30 befasst sich mit dem Einlaufbauwerk bzw dessen Anstr mungsverh ltnissen sowie dem Entsander und dem bergangskanal Beim Baso Chhu Modellversuch wurde der Gew sserab schnitt von 145 m stromaufw rts des Wehres bis 105 m flussabw rts des Entsanders im Ma stab M 1 20 abgebildet Tab 28 1 Vergleich der Modellma st be HEP ae 3 PEPA iu Chhu Overall model Desilter model Velocity scale nn S nz 75 5 48 4 47 Time scale 7 5 P l eee 47 nz scale nn 889 9 m 929 5 ma 188 9 vs 28 4 1 Geschiebe Fur die Untersuchungen des Entsanders HEP Arun 3 wurden zwei Arten von Sedi menten verwendet sehr feiner Quarzsand und PVC Granulat Das Verh ltnis zwi schen der Gr e der Granulatk rner und den entsprechenden Sedimenten in Natur dabei wird folgenderma en beschrieben Dp Ps Pw p A Du Ps Pw m 28 1 P steht dabei f r
139. er deals with a comparison of two former model tests Both of model tests were used to investigate the performance of the intake structures concerning sediment draining on the on hand and the efficiency of the desilters and their flushing on the other hand Due to the different river topologies both the overall structure of the projects as well as the solutions to inefficiency problems differed from each other 181 Blandine Feneuil und Rumiana Engel 28 3 Einf hrung Der Staat Bhutan verf gt dank seiner Lage im Sud Osten des Himalaya Gebirges ber ein riesiges Potenzial an Wasserkraft 1500 MW werden derzeit in Wasserkraftanlagen im ganzen Land erzeugt Entsprechend dem Water Resources Management Plan aus dem Jahr 2003 stellen dieser Wert nur etwa 5 des gesamten bhutanesischen Was serkraftpotenziales dar Im Jahr 2008 allerdings betrug der Export von bersch ssiger Elektroenergie 45 der internen Ums tze Die in den letzten Jahren errichteten Was serkraftanlagen helfen dem Land einerseits in seiner Entwicklung zudem erm glichen sie einen besseren Zugang der Bev lkerung zur Elektrizit t und ein Wachstum des in dustriellen Sektors Im Allgemeinen profitiert nicht nur der Staat Bhutan von neu errichteten Wasserkraftan lagen sondern auch Indien wohin der berschuss an Energie exportiert wird Seitens der indischen Regierung wird ein Ausbau der Wasserkraft in Bhutan aus diesem Grun de aktiv unterst tzt Die Errichtung neuer Anlage
140. eratur und Dichteganglinien des Sufsen Sees sowie Schadstoff fracht Feststofftransportganglinien und die Kornzusammensetzung der Gewassersoh le und der transportierten Feststoffe der B sen Sieben standen fur die Modellierung nicht zur Verf gung Die Analyse der bisher entnommenen Sedimentproben be schr nkte sich vor allem auf deren chemische Zusammensetzung und den Gesamt masseanteil der Feststoffe Bekannt sind aber die ma geblichen Bodenarten im Ein zugsgebiet des S en Sees die aus schwach tonigen bis mittel tonigen Schluffen be stehen Anhand der STOKES Gleichung wurde f r diese Bodenarten ein m glicher Be reich der Sinkgeschwindigkeiten ohne Flocculation zwischen 0 00036 cm s und 0 36 cm s ermittelt In Suspension neigen diese Bodenarten jedoch zur Flocculation so dass eher die obere Grenze dieses Bereiches ma gebend wird Aufgrund der fehlen den Kenntnisse ber die Kornzusammensetzung und die u eren Bedingung der Flo ckenbildung Energiegehalt des Fluids u a k nnte das Sedimentr ckhalteverm gen des untersuchten Gew ssers z B f r ein mittleres Einzelschluffkorn mit einem Durch messer von 0 01 mm Sinkgeschwindigkeit nach STOKES ca 0 1 cm s beurteilt wer den Zur Simulation der Str mungsvorg nge wurden hydrodynamisch numerischen Modelle f r die Programme FLOW 3D Flow Science Inc Delft3D WL Delft Hydraulics so wie HYDRO_AS 2D Ingenieurburo Nujic erstellt Aufgrund fehlender Naturmessdaten der Str
141. erdruckma schine im Rahmen des EU Forschungsprojektes Hylow weiterentwickelt und optimiert Dieser Energiewandler wird vorrangig durch den Wasserdruckunterschied zwischen Ober und Unterwasser angetrieben Im Rahmen des Projektes wird diese Maschine in hydraulischer konomischer und kologischer Hinsicht untersucht und optimiert Erste Ergebnisse der Untersuchungen werden hier vorgestellt 107 Eva Fenrich 18 Ein Input Output Modell fur die Nutzung von Gezeitenenergie am Severn Estuary Eva Fenrich Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart 18 1 Zusammenfassung In dieser Studie wurden Ansatze fur die Anwendung der Input Output Analyse auf Ge zeitenkraftwerke untersucht Gezeitenenergie ist eine momentan noch recht wenig ausgenutzte erneuerbare Res souce Am Severn Estuary dem obersten Teil des Bristol Channel zwischen England und Wales ist der Tiedenhub mit ca 15m der hochste in ganz Europa Dies begunstigt eine energetische Nutzung an diesem Standort Momentan werde verschiedene Gezei tensperren und Gezeitenlagunen Varianten auf ihren Einfluss auf die lokale kologie sowie ihre wirtschaftlichen Auswirkungen untersucht Hier soll eine der im Augenblick favorisierten Varianten die sogenannte Severn Barra ge genauer untersucht werden und ein okologisch okonomisches Modell auf Basis der Input Output Analyse einer Methode aus den Wirtschaftswissenschaften vorgestellt werden mit dem unterschiedliche Nutzungsszenarien vergli
142. eren mit Hilfe des Doppelkontinuum Ansatzes Methodenentwicklung und Pa rameteridentifikation 1995 ISBN 3 921694 85 X voror on Helmig Rainer Einf hrung in die REN Methoden der Hydromechanik 1996 ISBN 3 921694 86 8 verore Cirpka Olaf CONTRACT A Numerical Tool for Contaminant Transport and Chemical Transformations Theory and Program Documentation 1996 ISBN 3 921694 87 6 Haberlandt Uwe Stochastische Synthese und Regionalisierung des Niederschla ges f r Schmutzfrachtberechnungen 1996 ISBN 3 921694 88 4 Croise Jean Extraktion von fl chtigen Chemikalien aus nat rlichen nn nen mittels erzwungener Luftstr mung 1996 ISBN 3 921694 89 2 ifen Jorde Klaus kologisch begr ndete dynamische Mindestwasserregelungen bei Ausleitungskraftwerken 1997 ISBN 3 921694 90 6 vergri en Helmig Rainer Gekoppelte Str mungs und Transportprozesse im Untergrund Ein Beitrag zur Hydrosystemmodellierung 1998 ISBN 3 921694 91 4 vergri on 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 Institut f r Wasserbau Universit t Stuttgart IWS Emmert Martin Numerische Modellierung nichtisothermer Gas Wasser Systeme in por sen Medien 1997 ISBN 3 921694 92 2 Kern Ulrich Transport von Schweb und Schadstoffen in staugeregelten Flie ge wassern am Beispiel des Neckars 1997 ISBN 3 921694 93 0 vera F rster Georg Drucksto d mpfung durch gro e Luftblasen in Hoc
143. erkraftwerk in Iffezheim und zur Wehranlage in Heidelberg Wieblingen 18 00 Abendessen im Biergarten der Kulturbrauerei Heidelberg AG Samstag 14 August 2010 9 30 Kanutour durch die Esslinger Altstadt Inhaltsverzechnis Inhaltsverzeichnis 10 11 12 13 HN Modellierung einer Flie gew ssereinleitung in den S en See Tobias Gierra Kombinierte 2D und 3D numerische Str mungssimulation anhand eines beispielhaften UW Kanals Robert Klar und Roman Gabl 3D numerische Str mungssimulation von hydraulischen R ckstromdrosseln in Wasserschl ssern Wolfgang Richter und Roman Gabl Sei mal konstruktiv Rupert Feldbacher R umliches Tragverhalten von Schwergewichtsmauern Tobias Gebler Silke Wieprecht und Walter Marx Hydraulische Untersuchungen an einem Bifurkator Wolfgang Dobler Helmut Knoblauch und Gerald Zenz berpr fung der Verklausungssicherheit von Br cken anhand eines physikalischen Modells Andreas Sendlhofer und Bernhard Gems Hydraulische Modellversuche Odertalsperre Holger Haufe Auflaufen von Impulswellen Helge Fuchs Development of a Physical Model for flood defense in the Bregenzer River Claudio Ravazzini Modellversuche zum Einfluss von Pumpspeichersequenzen auf Stromungsverhaltnisse in einem quaderformigen Becken Michael Muller Luca Bremen und Anton J Schleiss Modellversuch zur neuen Hochwasserentlastung des Degerforsen dam in Schweden Valerie Neisch Zur Widerstandsfahigkeit von verzahn
144. ers auf die Setzsteine und durch den welleninduzierten Auftrieb Bisher sind in der Literatur Bemessungsans tz nur f r lose verlegte Setzsteindeckwerke vorhanden Der Mehrgewinn an Stabilit t durch eine Verzahnung wird bisher nicht beschrieben Im vorliegenden Bericht wird der Stand der Forschung hinsichtlich der Ermittlung der Wi derstandsf higkeit eines lose verlegten Setzsteindeckwerks aufgezeigt um anschlie Bend den Forschungsbedarf zu beschreiben der bei Setzsteindeckwerken mit Ver zahnung besteht 13 2 Einleitung Uferb schungen im K sten und stuarbereich aber auch an Kan len und Fl ssen werden durch Str mungen und Wellen belastet Die Aufgabe von Deckwerkskonstruk tionen besteht in der Sicherung des Ufers gegen Erosion um beispielsweise den Erhalt der Standsicherheit von Hochwasserschutzbauwerken zu gew hrleisten Deckwerke k nnen auf unterschiedlichste Weisen gestaltet werden wie z B als Sch ttsteindeck werke oder monolithische Deckwerke Gegenstand der nachfolgenden Ausf hrungen sind ausschlie lich Deckwerke aus Setzsteinen die entweder lose zueinander verlegt werden oder durch eine Verzahnung zus tzlich gesichert sind Die Verzahnung die wie in Abb 13 1 dargestellt direkt oder indirekt ausgebildet werden kann dient der Erh hung der Widerstandsf higkeit gegen externe Belastungen Bisher sind in der Literatur nur Bemessungsansatze fur lose verlegte Setzsteindeck werke zu finden Die Auswirkung einer Verzahnu
145. es Franzius Instituts in Hannover stattfinden Als Deckwerkselemente werden die bereits in der ersten Pro jektphase verwendeten W rfel mit einem nominellen Durchmesser von 5 cm einge setzt 24 2 Versuchsaufbau Die hydraulischen Modellversuche werden im Wellenbecken mit einer Breite von 24 m und einer nutzbaren L nge von ca 35 m durchgef hrt Das Becken kann mit einer Wassertiefe von bis zu 0 70 m betrieben werden und wird in der derzeitigen Ausbau stufe mittels f nf individuell steuerbarer Wellenbl tter zur Generierung von langk mmig gerichtetem Seegang eingesetzt Abb 24 1 Draufsicht Wellenbecken Marienwerder 154 Modellversuche zum Einsatz von Kustenschutzelementen In Abb 24 1 ist eine Draufsicht des Wellenbeckens mit dem Versuchsaufbau darge stellt Das Deckwerk des Wellenbrecherkopfes soll unter Einfluss eines schragen Wel lenangriffs untersucht werden Zur Erzeugung des geforderten schragen Wellenagriffs am Bauwerk muss dieses um den jeweiligen Angriffswinkel gedreht werden Um einen kompletten Neuaufbau des Wellenbrechers nach jeder Versuchsreihe zu vermeiden und um eine schnelle und einfacher Versuchsdurchfuhrung gew hrleisten zu k nnen wird der Wellenbrecherkopf wie in Abb 24 1 und Abb 24 2 dargestellt auf einem drehbaren Podest errichtet Diese wird f r jede Versuchsreihe um ihren Mittelpunkt auf den jeweils zu untersuchenden Winkel gedreht Um eine weitere Verk rzung der Versuchszeit zu erreichen wird b
146. es Meeres 1977 ISBN 3 921694 39 6 Ruppert J rgen ber den Axialwirbelkammerverst rker f r den Einsatz im Was serbau 1977 ISBN 3 921694 40 X Hutarew Andreas Beitrag zur Beeinflu barkeit des Sauerstoffgehalts in Flie ge w ssern an Abst rzen und Wehren 1977 ISBN 3 921694 41 8 vergri on Miller Christoph Ein Beitrag zur Bestimmung der schwingungserregenden Kr fte an unterstr mten Wehren 1977 ISBN 3 921694 42 6 Schwarz Wolfgang Drucksto berechnung unter Ber cksichtigung der Radial und L ngsverschiebungen der Rohrwandung 1978 ISBN 3 921694 43 4 Kinzelbach Wolfgang Numerische Untersuchungen ber den optimalen Einsatz variabler K hlsysteme einer Kraftwerkskette am Beispiel Oberrhein 1978 ISBN 3 92 1694 44 2 Barczewski Baldur Neue Me methoden f r Wasser Luftgemische und deren An wendung auf zweiphasige Auftriebsstrahlen 1979 ISBN 3 921694 45 0 Verzeichnis der Mitteilungshefte 5 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 Neumayer Hans Untersuchung der Str mungsvorg nge in radialen Wirbelkam merverst rkern 1979 ISBN 3 921694 46 9 Elalfy Youssef Elhassan Untersuchung der Str mungsvorg nge in Wirbelkam merdioden und drosseln 1979 ISBN 3 921694 47 7 Brombach Hansj rg Automatisierung der Bewirtschaftung von Wasserspeichern 1981 ISBN 3 921694 48 5 Geldner Peter Deterministische und stochastische ve zur en der Selbstdichtung von
147. etzigen Form unge nau Es ist jedoch einfach m glich wenn die Habitatanspr che genauer definiert sind das Modell mit erweiterten Transformationskoeffizienten zu verwenden 18 7 Literatur Bockelmann Evans B N Fenrich E K Schnauder l Marx W 2006 Integrating impact of land use changes into catchment wide nutrient modelling Hydroinformatics Confencence Nice France Czayka L Qualitative Input Output Analyse Die Bedeutung der Graphentheorie f r die interindustrielle Input Output Analyse Schriften zur wirtschaftswissenschaftlichen Forschung Verlag Anton Hain 1972 Fenrich E Schnauder I Bockelmann Evans B Marx W 2006 Effect of land use change on nutrient pollution in estuaries European Geosciences Union General Assembly Vienna Austria 114 Ein Input Output Modell fur die Nutzung von Gezeitenenergie am Severn Estuary Hanssmann F 1976 Systemforschung im Umweltschutz Erich Schmidt Verlag Berlin Germany Leontief W 1966 Input output economics Oxford University Press New York Marx W 2003 Wasserkraft Bew sserung Umwelt Planungs und Bewertungsschwerpunkte der Wasserbewirtschaftung Mitteilungsheft Nr 116 Habilitationsschrift Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart Germany Philip W Atkinson Stephen Crooks Alistair Grant Mark M Rehfisch The success of creation and restoration schemes in producing intertidal habitat suitable for waterbirds English Nature Research Reports Number 42
148. etzt Insbesondere in Australien und Afrika gibt es Wasserrader die zur Messung von Wasserentnahme mengen in Bewasserungskanalen genutzt werden sog Dethridge Wheels Bislang wurde nicht untersucht ob ein solches Wasserrad gleichzeitig fur beide Aufgaben ein gesetzt werden kann Der Umbau dieses Durchflussmessers zu einem Energiewandler bietet ein hohes Potential denn alleine das gr te Wasserversorgungsunternehmen in Australien betreibt sch tzungsweise 20 000 bis 30 000 Dethridge Wheels Durch einfache Umbaumaknahmen kann die bisher ungen gende Exaktheit der Durch flussmessung verbessert werden Abweichungen von bis zu 25 Hierdurch werden die Voraussetzungen geschaffen um das Dethridge Wheel ebenfalls als Energiewand ler zu nutzen 106 Untersuchungen an einer Wasserdruckmaschine 17 Untersuchungen an einer Wasserdruckmaschine Nutzung von geringen Fallhohen zur Energiegewinnung Silke Schneider Institut fur Wasserbau und Wasserwirtschaft Fachgebiet Wasserbau Technische Universitat Darmstadt 17 1 Kurzfassung blicherweise sind in Kleinwasserkraftstandorten mit Leistungen unter 1 MW Francis Kaplan oder Durchstr mturbinen eingesetzt denen jedoch h ufig eine geringe Kos teneffizienz und negative kologische Einfl sse zugeschrieben wird Um Standorte mit geringen Fallh hen auf konomisch und kologisch sinnvolle Weise nutzen zu k nnen wird die an der Universit t Southampton Gro britannien entwickelte Wass
149. ezeichnung Einheit hnlichkeitsgesetz HWE Wehr L nge m M M 1 25 M 1 20 1 2 Geschwindigkeit m s M M 1 5 M 1 4 47 Abfluss m s M M 1 3 125 M 1 1 789 Gef lle m m 1 M 1 1 M 1 1 Manningbeiwert m s Mr M 1 71 1 M 1 65 1 F r die numerische Analyse der Str mungsverh ltnisse im Ausgleichsbecken wurde das 2d HN Modell Hydro_AS 2D eingesetzt 56 Hydraulische Modellversuche Odertalsperre 8 5 Untersuchungen 8 5 1 Teilmodell 1 Hochwasserentlastungsanlage Am Teilmodell der HWE Abb 8 3 wurde im Rahmen der Versuchsreihe 1 der vorhan dene Zustand mit dem Modell nachgebildet und anschlie end die hydraulische Leis tungsf higkeit und Funktionst chtigkeit berpr ft Die Leistungsf higkeit der bestehen den Anlage konnte nachgewiesen werden Abb 8 3 HWE Sammelrinne Naturbauwerk und physikalisches Modell M 1 25 Im Rahmen der Versuchsreihe 2 Zustand nach der Sanierung wurden die geplanten Sanierungsma nahmen Betoninnenschale implementiert und untersucht wie sich die Reduzierung des Abflussquerschnittes auswirken wird Mit im Vergleich zur Versuchs reihe 1 ver nderten Bemessungsabfl ssen konnte auch hier die hydraulische Leis tungsf higkeit und Funktionst chtigkeit nachgewiesen werden Zur Ermittlung der Ab flusstiefen des Wasser Luft Gemischabflusses wurden analytische Berechnungen durchgef hrt mit denen nachgewiesen werden konnte dass die Seitenw nde der Schussrinne nicht berstr mt werden Abb 8
150. fassung Das Dagachhu Wasserkraft Projekt in Bhutan befindet sich derzeit in der Planungs bzw Errichtungsphase Eine wesentliche Aufgabenstellung der Projektierung besteht darin die Entw rfe f r den Triebwassereinlauf sowie das Entsanderbauwerk zu unter suchen Erg nzend zu umfangreichen Untersuchungen anhand zweier hydraulischer Modellversuche erfolgt in diesem Zusammenhang auch ein Studium ber Modellversu che f r hnliche Anlagen um vorab die ma gebenden Kriterien bei der Dimensionie rung bzw Probleme im Betrieb erkennen zu k nnen In diesem Beitrag geht es um den Vergleich von zwei fr heren Modellversuchen Beide wurden beauftragt um einerseits die Kapazit t der Einlaufbauwerke und die Auswir kungen auf den Sedimenttransports zu optimieren und um anderseits die Effizienz der Entsander und deren Sp lwirkung sicherzustellen Aufgrund der unterschiedlichen Flussmorphologie unterscheiden sich die beiden Projekte grunds tzlich hinsichtlich de ren Konzept aber auch hinsichtlich der L sungsstrategie im Zuge der Bauwerksopti mierung 28 2 Abstract The Dagachhu hydropower project in Bhutan is currently under study Mainly the best design for both the desilter and the intake structure are investigated in order to devise the best design In addition to physical model scale tests also a literature study of simi lar projects is going to be accomplished in order to point out the most critical parts of such a structure This pap
151. fbereich Die Ergebnisse zeigen erhebliche Anlandungen im direkten Einlaufbereich wobei das Geschiebe nicht bis zu den Rechen vordringen konnte Abb 27 5 Die Ergebnisse der Laserscanaufnahme zeigen Anlandungen von bis zu 5 Meter Natur 27 5 3 Optimiertes Konzept Die unzufriedenstellenden Ergebnisse des Ausgangszustandes f hrten zu einer Reihe von notwendigen Optimierungsmafsnahmen In einem ersten Schritt wurde die Breite der Sohlrampe vergr ert um im Hochwasserfall mehr Abfuhrkapazit t ber die Ram pe zu erreichen die auch eine erh hte Geschiebeabfuhr ber die Rampe bedingen sollte Dies zeigte nur m ige Erfolge In einem n chsten Schritt wurde der gesamte Einlaufbereich modifiziert Durch Schaffung einer Buchtsituation konnte die Geschiebeleitschwelle in einem steileren Winkel Richtung Universal ffnung gef hrt werden Abb 27 6 Am stromauf liegenden Teil der Schwelle k nnen so Sekund rstr mungen induziert werden die den sohlnahen Geschiebetransport entlang der Schwelle zur Flussmitte hin verst rken vgl Scheuerlein 1984 Als weitere Ma nahme zur Verst rkung der Sekund rstr mung 177 Barbara Brinkmeier Abb 27 6 Optimiertes Konzept links Schemaskizze rechts Foto Die Krone im Anschlussbereich der Geschiebeleitschwelle am Trennpfeiler wurde leicht erh ht ausgef hrt da es hier infolge der Kr mmung der Schwelle zu vermehrtem Ge schiebeeintrag in den Einlaufbereich kommen k nnte Der Trennpfei
152. ffbeeinflussenden Parametern wie zum Beispiel der Sortierungskoeffizient oder der Fredle Index stellen die Outputdaten von SSIIM die Grundlagen f r ein multi variates fuzzy logisches Modell dessen Zielgr f e die Simulation der Interstitialqualit t ist 20 5 Erste Ergebnisse amp Ausblick 20 5 1 Sohlh henver nderung Die Erosions und Sedimentationszonen des k nstlichen Hochwassers im September 2009 sind in Abb 20 3 dargestellt Rote Bereiche zeigen Erosion w hrend blaue Berei che auf Sedimentation hindeuten 127 Markus Noack Sohlh hen nde Bed Level Change m Sedimenation _ Erosion 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 METERS Abb 20 3 Gemessene Sohlh henver nderungen durch das k nstliche Hochwasser im September 2009 In Abb 20 3 kann kein eindeutiger Trend bez glich Erosion oder Sedimentation festge stellt werden Die 10 bzw 90 Quantile liegen bei 0 14 m bzw 0 13 m Gr ere Abweichungen ergeben sich lediglich an den Modellgrenzen Die mittlere Abweichung gegen ber dem urspr nglichen Zustand betr gt 0 08 m und ist damit nur geringf gig h her als die Unsicherheit bez glich der Interpolation der gemessenen Topographie Punkte Diese moderate Sohlh hen nderungen sind nicht berraschen da gro r umi ge Sohlumlagerungen erst bei Abflussen von 70 90 m s zu erwarten sind Jager 1991 20 5 2 Analyse der Korngr enzusammensetzungen Neben den Sohlh henver nderungen sind die So
153. ft Energy economical and financial evaluation of the consequences of the WFD implementation on the hydropower production Institute of Electricity Economics and Energy Innovation Graz University of Technology Austria UCTE Union for the Coordination of Transmission of Electricity 2009 Net generation 2007 http www entsoe eu fileadmin user_upload _library resources statistics e_prod uction_2007 pdf accessed 08 03 2010 98 Hydrologisch hydraulische Modellierung von alpinen Einzugsgebieten 15 Hydrologisch hydraulische Modellierung von alpinen Ein zugsgebieten mit komplexen Kraftwerksanlagen Martin Bieri und Anton J Schleiss Laboratoire de Constructions Hydrauliques LCH Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL 15 1 Kurzfassung Die Simulation von Oberfl chenabfl ssen in alpinen Einzugsgebieten mit komplexen Wasserkraftanlagen wird durch ein speziell entwickeltes Programm Routing System erm glicht das sowohl eine hydrologische Modellierung als auch betriebliche Operati onen von Wasserkraftwerken erlaubt Das Modell erm glicht den Betrieb eines kom plexen Speicherkraftwerks und deren Auswirkungen auf das Flusssystem unter Be r cksichtigung nat rlicher und anthropogener Einflussgr ssen zu simulieren Die vor liegende Publikation beschreibt die Modellierung des Kraftwerks Oberhasli eines der wohl komplexesten Speicherkraftsysteme in der Schweiz 15 2 Abstract The simulation of run off in an alpine catch
154. fter the inflatable weir a bended dam is installed to help the material transport ob taining a free channel between the end of the weir and the beginning of the intake building A nose element is located between the inflatable weir and the dam to avoid big material deposit just after the end of the inflatable weir 10 4 3 Final solution for the intake building The intake building was investigated in the last step of the project 2009 The main reason of the investigation is the necessity of a renovation of the different gates and automation in the building intake The request of the owner was to try to simplify the whole geometry possibility of less gates and automation maintaining the same flush ing possibilities After different investigated geometries it was possible to obtain a sim plified intake building taking out the six gates between the two main compartments and enlarging the incoming area from 11 5 meter to 18 5 meter On the other side the height between the bottom plate and the under edge of the skimming wall was reduced from 2 meter to 1 meter to protect the intake house from the floating solids that are 69 Claudio Ravazzini transported together with the water during a flood The flushing phases are investigated step by step obtaining the best flushing procedure applied for every different water dis en blak The final oan after the investigation is presented in Abb 10 4 m a u _ oS ae p 1 gt DS PLS ns u E
155. funded by the European Union The project shall contribute to improve the water resources management for a growing re newable energy production in Southeast Europe The project s aim is a better utilization of water concerning hydropower production regarding renewable energy sources de velopment preserving the environmental quality and minimizing the flood risk SEE Hy dropower is carried out by 12 partners coming from Austria Greece Italy Moldova Romania and Slovenia 14 4 Background In the Southeast European countries the structure of electricity production concerning the different energy sources is quite similar As shown in Abb 14 1 hydropower and fossil fuels are dominating the market Therefore hydropower plays an important role to reach the targets set by the ew Union in the RES e Directive 2001 77 EC Of which other wable 137 0 TWh nik cles atalden ntifiable 8 0 TWh 145 294 2 759 4 8 7 25 AC Total 2607 3 TWh i P RS UCTE database as of 06 April 2009 detailed net generation values are available under www ucte org resources data portal 2 A 632 T o 112 2 26 3 34 8 418 6 Nuclear power E Fossil fuels Hydro power Other sources other renewable sources and not clearly identifiable Abb 14 1 Electricity production in Continental Europe in TWh source UCTE 2009 The electricity production by hydropower shows advantages for the global CO gt balance but creates at the same
156. g im VVassertrog Var 1d Hebewerke mit geneigten Ebenen und Langsforderung im Wasserkeil Var 2 Kanal rechtwinklig zum LLK mit Sohlhohe 78 m NN Uberwinden des H henunterschieds durch Var 2a Hebewerke mit senkrechter Forderung Var 2b Schleusen Var 2c Hebewerke mit geneigten Ebenen und Langsforderung im VVassertrog Var 2d Hebewerke mit geneigten Ebenen und Langsforderung im Wasserkeil Var 3 Hebewerk mit geneigten Ebenen Drehung um 180 auf Mittelplattform Forderungsart Var 3a Langsforderung im Wassertrog Var 3b Querforderung im Wassertrog Var 4 Dukern des LLK Var 5 Schiffslift auf Fingerpier als reduzierte Variante nur fur das Leipzig Boot F r jede Variante entstand ein Datenblatt mit einer Konzeptdarstellung im Ma stab 1 1000 einer Konstruktionsbeschreibung der Auflistung weiterer Eigenschaften und funktionaler Kriterien 22 6 Bewertung und Auswahl 22 6 1 Erste Bewertungsebene vergleichende Bewertung Die vergleichende Darstellung der Varianten untereinander ohne konkrete Zahlenwerte mit der Vorgehensweise besser als schlechter als m glich nicht m glich erfolgte nach vier Kriterienkomplexen 142 Gewasserkreuzung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche funktionale Kriterien monetare Kriterien e Wirtschaftsweg mit ohne e Baukosten f r Erdaushub Sonderkonstruktion Stahlbaumengen e Trennung der Gew sser s aNpelonpaumengen e Paddelboottouren m glich e Kosten f r Folgebauten e Attraktivit
157. gen 2006 ISBN 3 933761 53 0 Niessner Jennifer Multi Scale Modeling of Multi Phase Multi Component Pro cesses in Heterogeneous Porous Media 2006 ISBN 3 933761 54 9 Fischer Markus Beanspruchung eingeerdeter Rohrleitungen infolge Austrocknung bindiger B den 2006 ISBN 3 933761 55 7 12 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart IWS Schneck Alexander Optimierung der Grundwasserbewirtschaftung unter Ber ck sichtigung der Belange der Wasserversorgung der Landwirtschaft und des Natur schutzes 2006 ISBN 3 933761 56 5 Das Tapash The Impact of Spatial Variability of Precipitation on the Predictive Uncertainty of Hydrological Models 2006 ISBN 3 933761 57 3 Bielinski Andreas Numerical Simulation of CO gt sequestration in geological forma tions 2007 ISBN 3 933761 58 1 Modinger Jens Entwicklung eines Bewertungs und Entscheidungsunterstut zungssystems f r eine nachhaltige regionale Grundwasserbewirtschaftung 2006 ISBN 3 933761 60 3 Manthey Sabine Two phase flow processes with dynamic effects in porous media parameter estimation and simulation 2007 ISBN 3 933761 61 1 Pozos Estrada Oscar Investigation on the Effects of Entrained Air in Pipelines 2007 ISBN 3 933761 62 X Ochs Steffen Oliver Steam injection into saturated porous media process analysis including experimental and numerical investig
158. gestellt Des Weiteren werden die Sch den in Bezug auf ihre zeitliche Entwicklung anhand der vorliegenden Daten hin analysiert Dies soll erste Erkenntnisse ber typische Degradationsmechanismen und deren Auswirkungen auf die Tragf higkeit und Gebrauchstauglichkeit von Kai bzw Kajenanlagen aufzeigen Anschlie end wird auf dieser Datengrundlage basierend ein Zustandsbewertungssys tem entwickelt in dem der Ansatz eines Algorithmus f r dieses Bewertungssystem konzipiert wird Ausgehend von diesen berlegungen wird abschlie end auf m gliche wahrscheinlichkeitsbasierende Verfahren zur Fortschreibung von Schadensentwicklun gen und zur Prognose der Restlebensdauer von Kai bzw Kajenkonstruktionen einge gangen Daf r werden andere Verfahren zur Absch tzung der Restlebensdauer heran gezogen analysiert und auf diese Hafeninfrastrukturen angewendet 23 6 Literatur 1 MARDFELDT B Zum Tragverhalten von Kaikonstruktionen im Gebrauchszustand Ver ffentlichungen des Arbeitsbereiches Geotechnik und Baubetrieb der Technischen Universit t Hamburg Harburg Heft 11 Hamburg 2005 2 KLINZMANN CH Methodik zur computergest tzten probabilistischen Bauwerksbewertung unter Einbeziehung von Bauwerksmonitoring Ver ffentlichungen des Instituts f r Baustoffe Massivbau und Brandschutz der Technischen Universit t Braunschweig Heft 203 2008 3 SCHIERL P Lebensdauermanagementsystem Teilprojekt A2 Schlussbericht zur erst
159. h 1 Wellenschlag gegen Gebaude und Bauten 2 Anprall mitge fuhrter Schwimmstoffe und 3 deren Ablagerung bei Ruckzug des Wassers verursacht Neben der direkten Gefahrdung von Menschen sind daher auch Siedlungen sowie vor handene Infrastruktur bedroht Zu den bekanntesten Beispielen zahlen das Ereignis in der Lituya Bay Alaska von 1958 Miller 1960 sowie das Desaster von Vaiont von 1963 Schnitter 1964 Aktuelle Ereignisse wurden 2007 in der Schweiz am Vier waldst ttersee Fuchs und Boes 2010 oder am Chehalis See in Canada sowie 2010 in Carhuaz Peru beobachtet Die Vorhersage der Impulswelleneigenschaften in Abhangigkeit potentieller Einsturze im Vorfeld eines Ereignisses ist die Grundlage einer Risikoabschatzung und der darauf folgenden Einleitung von Ma nahmen An der VAW wurden dazu umfassende For schungsarbeiten durchgef hrt die es erm glichen H he und L nge der entstehenden Impulswellen f r verschiedene Szenarien vorherzusagen Neben angewandten Prob lemstellungen hat die Grundlagenforschung einen massgebenden Bestandteil dazu beigetragen W hrend dreier Doktorarbeiten wurde seit 1999 der Einfluss der sieben unabh ngigen Rutscheigenschaften auf die Wellenentstehung untersucht Als Resultat wurde mit dem VAW Berechnungsleitfaden f r Rutscherzeugte Impulswellen in Stau seen Heller et al 2008 eine Absch tzung der Wellen und ihrer Auswirkungen erm g licht Der Wellenauflaufprozess ist im Bereich der berlandstr
160. he numeric simulations 21 3 Einleitung 21 3 1 Allgemeines Bei Wehranlagen ist f r den Hochwasserfall sicherzustellen dass die durch die Anhe bung der Sohle vorhandene hydraulische Energie so vermindert wird dass es zu kei nen Sch den an Bauwerken und der Unterliegerstrecke kommt Energieumwandlung Abh ngig von der Fallh he topographischen Gegebenheiten Betriebsf hrung usw kommen dabei meist verschiedene Arten von Tosbecken zur Anwendung Diese sind z B in Peterka 1984 oder Vischer amp Hager 1995 angef hrt F r die verschiedenen Tosbeckenarten gibt es einfache Berechnungsansatze die meist aus physikalischen Modellversuchen ermittelt wurden F r gr ere Stauanlagen sind diese Bemessungs ans tze zu ungenau und es werden umfangreiche physikalische Modellversuche durchgef hrt Die 3D bzw auch 2D numerische Simulation Schnittmodell bietet er g nzend dazu die M glichkeit die Tosbeckengeometrie vorab zu optimieren um Um bauzeiten des hydraulischen Modells zu verringern Au erdem kann durch die umfas senderen Auswertem glichkeiten z B Geschwindigkeitsvektoren das Verst ndnis f r die Vorg nge bei der Energieumwandlung im Tosbecken verbessert werden Die ent sprechend numerisch optimierte Geometrie wird im physikalischen Modellversuch nachgewiesen 21 3 2 Die Wehranlage des Kraftwerkes Dagachhu in Bhutan Die Wehranlage des Kraftwerks Dagachhu in Bhutan ist aufgrund der Stauh he von ca 20 m und des relat
161. hpunkten von Rohrleitungen 1997 ISBN 3 921694 94 9 Cirpka Olaf Numerische Methoden zur Simulation des reaktiven Mehrkomponen tentransports im Grundwasser 1997 ISBN 3 921694 95 7 veror en Farber Arne W rmetransport in der ungesattigten Bodenzone Entwicklung einer thermischen In situ Sanierungstechnologie 1997 ISBN 3 921694 96 5 Betz Christoph Wasserdampfdestillation von Schadstoffen im por sen Medium Entwicklung einer thermischen In situ Sanierungstechnologie 1998 ISBN 3 921694 97 3 Xu Yichun Numerical Modeling of Suspended Sediment Transport in Rivers 1998 ISBN 3 92 1694 98 1 vergri en W st Wolfgang Geochemische Untersuchungen zur Sanierung CKW kontaminierter Aquifere mit Fe 0 Reaktionswanden 2000 ISBN 3 933761 02 2 Sheta Hussam Simulation von Mehrphasenvorg ngen in por sen Medien unter Einbeziehung von Hysterese Effekten 2000 ISBN 3 933761 03 4 Ayros Edwin Regionalisierung extremer Abfl sse auf der Grundlage statistischer Verfahren 2000 ISBN 3 933761 04 2 vergri on Huber Ralf Compositional Multiphase Flow and Transport in Heterogeneous Po rous Media 2000 ISBN 3 933761 05 0 Braun Christopherus Ein Upscaling Verfahren f r Mehrphasenstr mungen in po r sen Medien 2000 ISBN 3 933761 06 9 Hofmann Bernd Entwicklung eines rechnergest tzten Managementsystems zur Beurteilung von Grundwasserschadensf llen 2000 ISBN 3 933761 07 7 Class Holger Theorie und numerische Modellierung n
162. hren wurden in Schweden die Sicherheitsstandards fur Staudamme bez glich berwachung und Bemessung berarbeitet woraus neue Richtlinien hervor gingen nach denen die bestehenden Kraftwerksanlagen berpr ft und beurteilt wur den Im Fall des Dammes Degerforsen in Nordschweden machte die Festlegung eines neu ermittelten Bemessungsabflusses PMF eine Erweiterung der vorhandenen Hochwasserentlastungsanlage erforderlich Diese war zusammen mit einigen Optimie rungen im Ober und Unterwasser und der Problematik einer aufgetretenen Dammero sion Schwerpunkt eines physikalischen sowie eines numerischen Modellversuchs 12 2 Abstract During the last years the Swedish Dam Safety Guidelines have been updated concern ing the design flood and the monitoring Under these new rules the dams got a techni cal inspection and assessments According to the determination of a new design flood PMF for Degerforsen dam a new spillway is required With a physical model test the spillway capacity of the new design should be proved Furthermore other components of the spillway have to be optimised To estimate the approaching flow which caused some erosion of the embankment during the last flood a numerical model is additionally assigned 12 3 Wasserkraftanlage Degerforsen Am Fluss ngerman lven in Nordschweden befindet sich der Damm Degerforsen als Teil einer Staukette gr erer Wasserkraftwerke Die Anlage wurde in den 60 Jahren errichtet besteht aus einem
163. hungen am Kegelstrahlschieber 1967 Seiler Erich Die Ermittlung des Anlagenwertes der bundeseigenen Bin nenschiffahrtsstra en und Talsperren und des Anteils der Binnenschiffahrt an die sem Wert 1967 Sonderheft anl lich des 65 Geburtstages von Prof Arthur R hnisch mit Beitr gen von Benk Dieter Breitling J Gurr Siegfried Haberhauer Robert Hone kamp Hermann Kuz Klaus Dieter Marotz G nter Mayer Vorfelder Hans J rg Miller Rudolf Plate Erich J Radomski Helge Schwarz Helmut Vollmer Ernst Wildenhahn Eberhard 1967 Jumikis Alfred Beitrag zur experimentellen Untersuchung des Wassernachschubs in einem gefrierenden Boden und die Beurteilung der Ergebnisse 1968 Marotz G nter Technische Grundlagen einer Wasserspeicherung im nat rlichen Untergrund 1968 Radomski Helge Untersuchungen ber den Einflu der Querschnittsform wellen f rmiger Spundw nde auf die statischen und rammtechnischen Eigenschaften 1968 Schwarz Helmut Die Grenztragf higkeit des Baugrundes bei Einwirkung vertikal gezogener Ankerplatten als zweidimensionales Bruchproblem 1969 Erbel Klaus Ein Beitrag zur Untersuchung der Metamorphose von Mittelgebirgs schneedecken unter besonderer Ber cksichtigung eines Verfahrens zur Bestim mung der thermischen Schneequalitat 1969 Westhaus Karl Heinz Der Strukturwandel in der Binnenschiffahrt und sein Einflu auf den Ausbau der Binnenschiffskan le 1969 Mayer Vorfelder Hans J
164. i Gew sser aufweist und erhal ten bleiben muss Neben der Funktion als schiffbare Verbindung sollte die Anlage zu s tzlich eine besondere Touristenattraktion darstellen die Tagesausfl gler aus dem Umland anzieht Die Planungsaufgabe wurde im Rahmen einer Diplomarbeit im Sommer 2009 bearbei tet Stoebenau 2009 und hatte eine m glichst umfassende Aussch pfung aller techni schen M glichkeiten zur Variantenermittlung und eine anschlie ende Bewertung nach funktionalen monet ren operationellen und umweltrelevanten Kriterien zum Inhalt 22 2 Abstract In the area of decommissioned mining facilities named Goitzsche in the northwestern part of Saxony the lake Gro er Goitzschesee and the lake Seelhausener See are planned to be connected for navigation The lakes have different water levels Located between the lakes is the canal Lober Leine Kanal with an even higher water level The canal Lober Leine Kanal has to be preserved The future link between both lakes has to be navigable and is expected to be a landmark which attracts tourists from the area nearby The task was solved within a diploma thesis in the summer of 2009 Stoebenau 2009 including a comprehensive consideration of all technical options This included the in vestigation of variants and its evaluation according to functional monetary operational and environmental relevant criteria 139 Sophia Stoebenau 22 3 Veranlassung Die Bergbaufolgelandschaft Goitzsche umfass
165. i en Huwe Bernd van der Ploeg Rienk R Modelle zur Simulation des Stickstoffhaus haltes von Standorten mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Nutzung 1988 ISBN 3 921694 69 8 voran en Stephan Karl Integration elliptischer Funktionen 1988 ISBN 3 921694 70 1 Kobus Helmut Zilliox Lothaire Hrsg Nitratbelastung des Grundwassers Aus wirkungen der Landwirtschaft auf die Grundwasser und Rohwasserbeschaffenheit und Ma nahmen zum Schutz des Grundwassers Vortr ge des deutsch franz sischen Kolloquiums am 6 Oktober 1988 Universit ten Stuttgart und Louis Pas teur Strasbourg Vortr ge in deutsch oder franz sisch Kurzfassungen zwei sprachig 1988 ISBN 3 921694 71 X Soyeaux Renald Unterstromung von Stauanlagen auf kluftigem Untergrund unter Berucksichtigung laminarer und turbulenter Flie zust nde 1991 ISBN 3 921694 72 8 Kohane Roberto Berechnungsmethoden f r HochwasserabfluB in Flie gew s sern mit berstr mten Vorl ndern 1991 ISBN 3 921694 73 6 Hassinger Reinhard Beitrag zur Hydraulik und Bemessung von Blocksteinrampen in flexibler Bauweise 1991 ISBN 3 921694 74 4 vo on Sch fer Gerhard Einflu von Schichtenstrukturen und lokalen Einlagerungen auf die L ngsdispersion in Porengrundwasserleitern 1991 ISBN 3 921694 75 2 Giesecke J rgen Vortr ge Wasserwirtschaft in stark besiedelten Regionen Um weltforschung mit Schwerpunkt Wasserwirtschaft 1991 ISBN 3 921694 76 0 Verzeichnis der
166. ichtisothermer Mehrphasen prozesse in NAPL kontaminierten por sen Medien 2001 ISBN 3 933761 08 5 Schmidt Reinhard Wasserdampf und Hei luftinjektion zur thermischen Sanie rung kontaminierter Standorte 2001 ISBN 3 933761 09 3 Josef Reinhold Schadstoffextraktion mit hydraulischen Sanierungsverfahren un ter Anwendung von grenzfl chenaktiven Stoffen 2001 ISBN 3 933761 10 7 Verzeichnis der Mitteilungshefte 9 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 Schneider Matthias Habitat und Abflussmodellierung f r Flie gew sser mit un scharfen Berechnungsansaizen 2001 ISBN 3 933761 11 5 Rathgeb Andreas Hydrodynamische Bemessungsgrundlagen f r Lockerdeckwer ke an berstr mbaren Erdd mmen 2001 ISBN 3 933761 12 3 Lang Stefan Parallele numerische Simulation inst tion rer Probleme mit adapti ven Methoden auf unstrukturierten Gittern 2001 ISBN 3 933761 13 1 Appt Jochen Stumpp Simone Die Bodensee Messkampagne 2001 IWS CWR Lake Constance Measurement Program 2001 2002 ISBN 3 933761 14 X Heimerl Stephan Systematische Beurteilung von Wasserkraftprojekten 2002 ISBN 3 933761 15 8 Iqbal Amin On the Management and Salinity Control of Drip Irrigation 2002 ISBN 3 933761 16 6 Silberhorn Hemminger Annette Modellierung von Kluftaquifersystemen Geosta tistische Analyse und deterministisch stochastische Kluftgenerierung 2002 ISBN 3 933761 17
167. ie Deckwerkkonstruktio nen auf drei unterschiedliche Weisen gef hrden Zum einen kann die kurzfristige hohe Druckspannung zu einer Schw chung bzw Zerst rung des einzelnen Deckschichtele ments f hren Diese Versagensart kann bez glich eines Setzsteindeckwerks ausge schlossen werden da davon auszugehen ist dass das eingesetzte Setzsteinmaterial eine ausreichende Druckfestigkeit besitzt Zum Anderen kann der Untergrund infolge wiederholter Druckschl ge versagen Diese Gef hrdung ist vornehmlich von den ein gebauten Materialien der Deichunterkonstruktion abh ngig und soll daher in diesen Kontext nicht weiter verfolgt werden Die gr tm gliche Gef hrdung des Setzstein deckwerks besteht jedoch in der Sprengwirkung in Rissen Spalten oder Fugen des Deckwerks Enorme Auftriebskr fte treten durch den kurzfristigen Wechsel zwischen der sehr hohen Druckschlagbelastung und der anschlie enden Entlastung auf Wie in Abschnitt 13 3 3 bereits erl utert worden ist kann aufgrund der Unsicherheit ber die St rke der einwirkenden Druckschlagbelastung keine Aussage ber die n tige Wider standsf higkeit gegen Auftrieb des Setzsteindeckwerks diesbez glich getroffen wer den 13 5 Forschungsbedarf Wie in den Abschnitten 13 4 1 und 13 4 2 gezeigt wurde entstehen sowohl durch den Wellenangriff als auch durch die Druckschlagbelastung Auftriebskrafte die die Stabilitat des Setzsteindeckwerks gefahrden Anhand der Abb 13 2 ist zu erkennen dass da
168. ie mit Eisensilikat als Beton zuschlag hergestellten W rfel besitzen eine Rohdichte von 3 2 t m wohingegen die Normalbetonw rfel eine Rohdichte von 2 3 t m aufweisen Die Form des W rfels als Deckwerkselement wurde aus zwei Gr nden gew hlt Zum einen k nnen die W rfel auf einfache Weise hergestellt und somit der Aufwand bzw die Kosten der Herstellung minimiert werden Zum anderen k nnen die Erfahrungen im Einbau und dem Verhalten unter realen Wellenbelastungen mit der Literatur dieser vielfach verwendeten einfachen Strukturgeometrie verglichen werden Um Einfl sse und Wechselwirkungen des ver 153 Christine Hegemann et al meintlich zuf llig erstellten Aufbaus des Wellenbrechers auf die Lagestabilit t und da mit die Leistungsfahigkeit besser abzuschatzen wurden die Versuchsreihen und Ana lysen jeweils dreimal reproduziert Die Herstellung der Wurfel erfolgte durch das Labor fur Baustofftechnologie amp Bauchemie der HafenCity Universitat in Hamburg In der zweiten Projektphase soll nun die Lagestabilitat des Deckwerks fur den Wellen brecherkopf unter Berucksichtigung eines schragen Wellenangriffs untersucht werden Grunds tzlich werden Wellenbrecherk pfe st rker durch Wellen und Str mungen be lastet so dass der Aufbau von Deckwerken mittels Schwerbeton bei gleicher Struktur geometrie nachvollziehbar ist Die Laborversuche werden ebenfalls im Langenmakstab 1 25 Froude sche Modell hnlichkeit im gro en Wellenbecken d
169. ierte 2D und 3D numerische Stromungssimulation anhand eines beispielhaften UW Kanals Robert Klar und Roman Gabl Arbeitsbereich Wasserbau Institut fur Infrastruktur Universitat Innsbruck 2 1 Kurzfassung Der folgende Beitrag besch ftigt sich mit der kombinierten 2D und 3D Str mungssimulation eines Unterwasserkanals F r den Anlagenteil eines sich im Bau befindliches Kleinwasserkraftwerkes war es notwendig eine numerische Str mungssi mulation der Wasserspiegellagen im Unterwasserkanal durchzuf hren Ziel war es die Auswirkungen von kurzfristig ge nderten Planungsgrundlagen auf das Abflussverhal ten zu berpr fen Wesentlicher Teil der Aufgabenstellung war der sehr beschr nkte Zeithorizont der f r die Bearbeitung zur Verf gung stand Eine vollst ndige Abdeckung aller Szenarien durch 3D Simulationen war dabei von Beginn an nicht m glich Als zeitsparende Alter nativ wurden 2D Simulationen mit HYDRO_AS 2D mit einer 3D numerischen Str mungssimulation mit FLOW 3D kombiniert Damit konnte diese Herausforderung zeit gerecht und fachgem gemeistert werden 2 2 Abstract This article presents a computational fluid dynamics CFD simulation of the tailwater channel for a small hydro plant A full cover of all scenarios by 3D CFD simulations was due to the limited time frame for the simulation process not possible Alternatively a combination of one 3D CFD simulation with the professional software FLOW 3D and a sensitivity
170. iffers largely from the original schedule This leads to a dis couragement of potential investors and hinders investments in RES e projects SEE Hydropower 2010 The most important but also the most time consuming part in the permission process for new hydropower plants is the Environmental Impact Assessment EIA There is a wide range of necessary studies and documents for the Environmental Impact As sessment They vary largely depending on the country the capacity of the hydropower plant the size of the reservoir and the ecological status of the affected river section 14 6 2 Divergent objectives of the Water Framework Directive and the RES e Di rective The divergent objectives of the Water Framework Directive and the RES e Directive require accurate coordination of the National Action Plans So the objectives deter mined in the National Action Plans according to the RES e Directive have to be harmo nized with the environmental objectives defined in the National Action Plans according to the WFD and nature preservation The coordination of opposite interests mentioned above is not only difficult on a national level but also on a local regional and interna tional level In most countries of the SEE Hydropower study area the WFD and the RES e Directive are under the competency of different ministries This causes the need of harmonizing different activities on an intersectional level 14 6 3 Actual status of the rivers in Southeast Euro
171. in H henb nder und die Ber ck sichtigung des h henabh ngigen Temperaturgradienten erm glichen die Unterschei dung zwischen Fest und Fl ssigniederschlag F r jedes H henband werden die mete orologischen Eingabegr ssen aus den Datenreihen der im Einflussradius gelegenen Messstationen errechnet Schaefli 2005 Vier Grundmodelle erlauben die hydrologischen Mechanismen im Einzugsgebiet zu simulieren Garcia Hern ndez et al 2007 Gletscher Schnee Infiltration GR3 und Oberflachenabfluss SWMM Evapotranspiration kann in h heren alpinen Lagen ver nachl ssigt werden 101 Martin Bieri und Anton J Schleiss P T wa Pr Snow S Lad Snow model model gt Wn Water content Wy reservoir My Water content reservoir Melt Freeze infiltration Q a b Abb 15 2 Modellierung von Untereinzugsgebieten a vergletschert b unvergletschert Das vergletscherte Einzugsgebiet Abb 15 2 a setzt sich aus zwei Modellen zusam men wobei das eine den Schnee und das andere den Gletscherhaushalt bestimmt Das Schneemodell simuliert Ver nderungen der Schneedecke d h Zuwachs wie auch Abschmelzen entsprechend der vorherrschenden Temperatur T sowie Niederschlagen P Der daraus resultierende quivalente Niederschlag Peg wird im Gletschermodell mit der Schneeh he Hy und der Umgebungstemperatur T eingegeben und initiiert Veran derungen im linearen Schneereservoir Ry un
172. ind dabei das Durchfluss sowie das Fl chenver h ltnis zwischen Haupt und abzweigendem Ast der ffnungswinkel und die Ausfor mung der Verschneidungskante abgerundet oder scharfkantig 6 4 Das hydraulische Modell Das gegenst ndliche hydraulische Modell wurde im Tieflabor des Instituts in einem Ma stab von 1 8 13 aus Plexiglas aufgebaut Entsprechend dem Reynold schen Mo dellgesetz werden die dynamischen Werte Durchfl sse Flie geschwindigkeiten Zei ten f r das Verh ltnis aus Tr gheits zu Reibungskr ften in Modell und Prototyp gleich gehalten Der Bifurkator besteht aus dem Zuflussrohr Durchmesser 246 mm und den beiden abzweigenden Rohren mit einem Durchmesser von jeweils 172 mm Der Off nungswinkel betr gt 40 eine innen liegende Sichel dient statischen und str mungs technischen Gr nden 4 43 m oberhalb der Abzweigung ist ein vertikaler Bogen unter einem Winkel von 42 angeordnet Weitere 2 95 m dar ber dient ein Stromungsgleich richter zur Ausbildung eines gleichm igen Geschwindigkeitsprofiles Stromab der Ab zweigung ist nach 0 45 m ein Konfuser angeordnet der den Durchmesser des abzwei genden Rohres auf jeweils 0 12 m verringert Nach diesen beiden jeweils 1 23 m lan gen Endst cken dienen zwei Kegelstrahlschieber der Steuerung der Durchfl sse Abb 6 1 An der Stelle der im Prototypen vorhandenen Pelton Turbinen unterhalb des Kon fusors wurde eine 10D lange Rohrl nge eingebaut um Messungen in eine
173. ine wirkungsvolle Anordnung bzw Ausf hrung der Entsanderkammern In den endg ltigen Designs gew hrleisten die optimierten Schleusen bzw Sp lkan le eine optimale Stauraumsp lung Die An 187 Blandine Feneuil und Rumiana Engel str mung des Entsanders wurde im Hinblick auf turbulenzfreie gleichm ige Stro mungsverh ltnisse optimiert HEP Arun 3 Dar ber hinaus wurde eine Rampe positio niert um die Str mung bei der Sp lung zu drosseln Vorschl ge zu effizienten ffnung der Sp lsch tzen werden in beiden Berichten ebenfalls vorgeschlagen Der Vergleich dieser beiden Studien zeigt die generellen Problemstellungen bei der Projektierung von Einlaufbauwerken bzw Spuleinrichtungen auf und verdeutlicht ins besondere die Notwendigkeit von Modellversuchen zur Anlagenoptimierung 28 6 Literatur Strobl T 1991 Versuchsanstalt f r Wasserbau der Techniche Universit t M nchen Obernach Bericht 302 HEP Arun 3 Hydraulic Model Tests scheuerlein H 2000 Institut fur Wasserbau Universitat Innsbruck Scale model test Baso Chhu Final Report Rinzin C 2010 Curent and future hydrodevelopment in Bhutan Hydropower and Dams Issue Two 2010 67 72 188 Messen aus Photos im wasserbaulichen Versuchswesen mit der Software Monobild 29 Messen aus Photos im wasserbaulichen Versuchswesen mit der Software Monobild Michael Mett Institut fur Infrastruktur Arbeitsbereich Wasserbau Universitat Innsbruck 29 1 Kurzfass
174. infacher Sanierungsarbeiten noch in die bestehenden Deiche eingebaut werden k nnen 25 4 Versuchsaubau Um praxisnahe Ergebnisse der Versuche gew hrleisten zu k nnen wurde ein Gro versuch auf dem Gel nde der Deichmeisterei in Biebesheim am Rhein errichtet Spundwand Sandsackbarriere R ckleitung Pumpensumpf LIL 0 Deichk rper berstr mbereich 1 berstr mbereich 2 R ckf hrung Abb 25 2 bersicht ber den Versuchsaufbau halbperspektivisch Der in Abb 25 2 dargestellte Versuchsstand besteht aus einem Deichabschnitt von ca 60 m L nge Mit der H he von 3 0 m und einer B schungsneigung von 1 2 5 entspricht der Aufbau einem durchschnittlichen Deich entlang des Rheins Analog zu den Rhein deichen verf gt der Versuchsstand ber eine wasserseitige Dichtung und einen land seitigen Fu filter Die beiden Versuchsfelder sind jeweils 20 m breit und erm glichen den parallelen Test unterschiedlicher Aufbauten Die eingesetzte Pumpe ist ungeregelt 4 7 m s die Be 162 Versuche zur berstr mung geotextilbewehrter Deiche aufschlagung der Felder wird daher ber die Variation der berstr mungsbreite ge steuert Abb 25 3 Versuchsaufbau vor einer berstr mung ohne Vegetationsschicht Die eingesetzte Kombination aus Geokunststoffen besteht aus einer Geogit ter Geovlies Kombination und einer Erosionsschutzmatte Die bauzeitliche Befestigung erfolgt mittels Bodenn geln mit einer Schenkell nge von 40 cm
175. ipped with complex hydropower schemes River Flow 2010 Braunschweig Deutschland Dubois J 2005 Simulation des systemes hydrauliques et hydrologiques complexe Routing System Il Communication 21 du Laboratoire de Constructions Hydrauliques EPFL Lausanne Schweiz Garcia Hernandez J Jordan F Dubois J Boillat J L Schleiss A J 2007 Routing System Il Flow modelling in hydraulic systems Communication 32 du Laboratoire de Constructions Hydrauliques EPFL Lausanne Schweiz Jordan F Garcia Hernandez J Dubois J Boillat J L 2008 MINERVE Mod lisation des intemp ries de nature extreme du Rhone valaisan et de leurs effets Communication 38 du Laboratoire de Constructions Hydrauliques EPFL Lausanne Schweiz 104 Hydrologisch hydraulische Modellierung von alpinen Einzugsgebieten Metcalf E 1971 Storm water management model Final report in Water Pollution Control Research Series 11024 DOC 07 71 US EPA Washington DC USA schaefli B 2005 A conceptual glacio hydrological model for high mountainous catchments Hydrology and earth system sciences 9 1 2 95 109 105 Matthias von Harten 16 Untersuchung und Optimierung eines Dethridge Wheels zur simultanen Energiegewinnung und Durchfluss messung Matthias von Harten Institut fur Wasserbau und Wasserwirtschaft Fachgebiet Wasserbau Technische Universitat Darmstadt 16 1 Kurzfassung Wasserrader werden nicht allein zur Energiegewinnung einges
176. irkenden Druckho henunterschiede aus bt 86 Zur Widerstandsfahigkeit von verzahnten Setzsteindeckwerken gegen Seegangbelastung 13 3 3 Druckschlagbelastungen durch Sturzbrecher Neben der Belastung durch Wellenangriff werden Deckwerke besonders durch Sturz brecher stark beansprucht Sturzbrecher entstehen wenn die Brecherkennzahl die das Verh ltnis zwischen B schungsneigung und Wellensteilheit beschreibt einen Wert zwischen 0 5 und 3 3 annimmt EAK 2002 Bei Sturzbrechern l st sich aus der fast senkrechten Wellenfront eine Wassermasse aus dem Wellenkamm und bricht auf dem Deckwerk Durch das Aufschlagen der Brecherzunge auf die B schung treten kurzfris tig sehr hohe Druckspannungen auf die als Druckschl ge bezeichnet werden Die Druckschlagbelastung f r ein Setzsteindeckwerk ist am h chsten wenn die Brecher zunge auf eine wasserfreie B schung trifft und die Verlegungsfugen noch mit Wasser gef llt sind In diesem Fall wirkt die Brecherzunge hnlich wie eine hydraulische Pres se Befindet sich dagegen im Moment des Aufschlags der Brecherzunge Wasser auf der B schung wird die Druckschlagbelastung ged mpft und ist ab einem Wasserstand von 10 cm nicht mehr nachzuweisen F hrb ter 1966 Nach Sch ttrumpf 2002 wird der Auftreffpunkt der Brecherzunge folgenderma en definiert 0 8 0 6 tanhl a 2 1 f r 0 6 lt y lt 6 0 2 S mit ZAuf Auftreffpunkt der Brecherzunge m Hs Signifikante Wellenh he m
177. it des Hochwasserereignisses Die Ergebnisse der 2D und 3D HN Modelle lieferten dabei f r gleiche Randbedingungen vergleichbare Werte 1 6 Zusammenfassung Durch die Untersuchung verschiedener baulicher Ma nahmen im M ndungsbereich der B sen Sieben in den S en See und die Modellierung eine Vielzahl von Ausf h rungsvarianten konnte eine einfach zu erstellende und zu wartende Einlaufgestaltung gefunden werden die eine f r die Sedimentation der Feststofffrachten g nstige Zu flussaufteilung erwarten l sst Weiterhin lassen die Ergebnisse erkennen dass die zur vertikalen Sinkgeschwindigkeit korrespondierenden geringen horizontalen Geschwin digkeiten f r Hochwasserabfl sse mit hoher Eintrittswahrscheinlichkeit bereits im Nah bereich der M ndung auftreten k nnen Mit fortschreitender Verlandung des Mun dungsbereiches wird sich der Sedimentationsraum weiter in den See verschieben was ein periodisches Monitoring Seebodenvermessung und planm ige Sedimentber u mungen in der M ndungsbucht erforderlich macht Mit zunehmendem Hochwasserab fluss wird in Abh ngigkeit von der Gestaltung der Zul ufe jedoch auch mit Sediment verlagerungen in den tieferen Seebereich zu rechnen sein Die angestellten Untersuchungen tragen unmittelbar dazu bei einem ffentlichen Auf traggeber einen wirtschaftlichen und hydraulisch g nstigen Bauwerksentwurf unterbrei ten zu k nnen Kombinierte 2D und 3D numerische Stromungssimulation 2 Kombin
178. it einem Bindemittel auf einem konstanten Niveau fixiert Insgesamt wurden 145 Versuchsl ufe durchgef hrt Neben dem Einfluss von Abfluss und Schwemmholzmischung auf die Ergebnisse werden auch der Einfluss des Zugabe intervalls sowie die Streuung der Ergebnisse untersucht Schwemmholzzusammensetzung 90 H ur H tt tt Ait 80 70 H ur po I I ee 60 H ur tt I ptt 50 HHH 40 en 30 pt m E Schwemmbholzanteil in 20 a Fa pa 10 E HE ee ee ee ee I N es ee ee E i E fe ee fe N 1 00 cm 10 00 cm 100 00 cm 1000 00 cm Langeneinheit cm Lange a Durchmesser Poly Durchmesser Abb 7 3 links Schwemmholzzusammensetzung Naturma rechts verwendete Mischungen SHA SHB SHC Modellma Tab 7 1 Schwemmholzzusammensetzung Fraktionen Modellma Schwemmholzl nge cm 0 2 2 2 2 2 5 0 5 0 15 6 0 2 15 6 Schwemmholzdurchmesser cm 0 22 0 67 0 67 1 00 100 Gewicht g 7 5 Ergebnisse Abb 7 4 zeigt die gemessenen Wasserspiegel fur den 100 jahrlichen Abfluss nach ge gebenenfalls vollstandiger Entwicklung eines Verklausungsteppichs im Bruckenbe reich Die Linien stellen jeweils die Mittelwerte aus drei identischen Versuchslaufen dar Als Nullpunkt der Kilometrierung dient die Vorderkante der Brucke Das Diagramm ver deutlicht dass der Ruckstau bei Verwendung der Mischungen SHA und SHC beinahe 49 Andreas Sendlhofer und
179. iv engen Flussquerschnitts als Staubalkenwehr geplant Das Stau ziel liegt auf einer H he von 843 3 m Das Wehr hat zwei Felder mit je einem Segment sch tz f r die Hochwasserabfuhr und den sohlnahen Geschiebetransport und eine auf den Staubalken aufgesetzte Fischbauchklappe die haupts chlich f r die Regelung des Stauziels eingesetzt wird Die Wasserentnahme von max 50 m s erfolgt orographisch links ber eine Seitenentnahme F r den 10 000 j hrlichen Hochwasserabfluss der unter Verwendung der n 1 Regel f r die Bemessung der Wehr ffnungen ma geblich ist wird in der Machbarkeitsstudie ein Wert von 859 m s angegeben Das einj hrliche Hochwasser wurde mit 231 m s ermittelt Der Grundriss und ein Schnitt durch die Wehranlage wie sie in der Machbarkeitsstudie 2006 geplant waren sind in Abb 21 1 und Abb 21 2 dargestellt 135 Regina Mayer und Roman Gabl GENERAL LAYOUT SECTION Abb 21 2 Schnitt Wehr Dagachhu Machbarkeitsstudie 21 3 3 Anforderungen an das Tosbecken Neben der grundlegenden Aufgabe der Energieumwandlung im Tosbecken ist beson ders der Sedimenttransport durch das Tosbecken interessant Eine zus tzliche Pla nungsvorgabe entsteht durch den aufgrund der Abmessungen der Segmentsch tze erforderlichen horizontalen St tzbalken Zwischen der Unterkante dieses Balkens und der Oberfl che des ber das Wehr abflie enden Wassers muss ein Mindestabstand von 1 1 5 m verbleiben Aufgrund des sehr groben erwa
180. k for all stakeholders The review of the national legislation and the status of water resources management in the Southeast European countries showed that some countries have already defined their targets others still have back logs The national legislation and the permission process of hydropower plants are still divergent The modification of the permission process especially the conditions for the Environmental Impact Assessment has not been finished in most of the Southeast European countries Due to this fact it is very difficult for investors to get permissions for new hydropower plants 14 8 Acknowledgements The project SEE Hydropower is funded by the Southeast Europe Programme of the European Union The data for this report was collected by our project partners ERSE S p a Italy University of Ljubljana Slovenia Ministry of Environment and Spatial Planning Slovenia University Politehnica of Bucharest Romania National Water Administration APELE ROMANE Romania Prefecture of Serres Province Greece and the Prefecture of Arta Province Greece 14 9 References BMLF 2005 EU Water Framework Directive 2000 60 EG Austrian report on the current situation of water bodies and rivers Vienna BMLF Austria Commission of the European Communities 2007 Communication from the commission to the European parliament and the council towards sustainable water management in the European Union First stage in the imple
181. kositatsanteil kann fur jedes Element vorgegeben werden und wurde fur das gesamte Netz einheitlich gesetzt e Die Auslaufrandbedingung erfolge durch die Vorgabe des Wasserstandes in Abh ngigkeit vom Abflu W Q Beziehung 2 5 Berechnung 2 5 1 3D numerische Simulation Die Berechnungen erfolgten mit der kommerziellen 3D numerischen Str mungssimula tionssoftware FLOW 3D Das Berechnungsgitter umfasst gesamt etwas mehr als 4 Mio Zellen wovon aber nur ca 0 5 Mio direkt in der Berechnung aktiv sind Die Berech nung wurde mit einem sich in Ruhe befindenden Wasserstand begonnen und erreichte nach ca 200 Berechnungssekunden einen nahezu station ren Zustand Die Simulation der Str mung erfolgte mit dem k e Turbulenzmodell Die Software ben tigte f r die Be rechnung knappe 2 Tage 2 5 2 2D numerische Simulation Die Berechnungen erfolgten mit der kommerziellen 2D numerischen Str mungssimula tionssoftware HYDRO_AS 2D Das Berechnungsnetz besteht aus ca 4 000 Elementen und ebenso vielen Knoten Die Berechnungen wurden instationar durchgef hrt Nach ca 500 Berechnungssekunden wurde ein nahezu station rer Zustand erreicht Die Auswertung wurde einheitlich nach 2 000 Berechnungssekunden vorgenommen Die Software ben tigte je Berechnung ca zwei Minuten 2 6 Vergleich 2D und 3D Str mungsberechnung F r den Vergleich mit der SD Berechnung wird eine 2D Str mungsberechnung mit ei ner einheitlichen Rauheit von kSt 60 m1 3 s und ein
182. l 2007 in welchem viele Ans tze zur Berechnung von Uber laufmengen zusammengefasst sind untermauern diesen Forschungsbedarf Es wer den Untersuchungen zu mittleren berlaufmengen bei senkrechtem und schr gem Wellenanlauf an einer senkrechten Wand auf ebener Sohle und einem Deich mit auf gesetzter senkrechter Wand durchgef hrt Die Ergebnisse dieser Untersuchung soll u a dem Nds Landesbetrieb f r Wasserwirtschaft Kusten und Naturschutz NLWKN zur Validierung des mathematischen Modells OTT 1D dienen Ziel der hydraulischen Modellversuche ist die Entwicklung einer erweiterten oder neuen Bemessungsformel die Wand und Freibordh hen in Abh ngigkeit von Wassertiefen und zul ssigen ber laufmengen bestimmt 26 2 Einf hrung Die Kenntnis von mittleren berlaufmengen an Bauwerken des K stenschutzes ist er forderlich um diese entsprechend Standsicher bemessen zu k nnen und den Wir kungsgrad hinsichtlich des K stenschutzes gegen berschwemmungen und das Schutzpotential f r Personen Anlagen und Material zu kennen Eine Untersch tzung des erforderlichen Freibords Abb 26 1 kann zu hohen Sch den f hren Eine ber sch tzung ist sicher aber aufgrund eines h heren Materialaufwandes und einem erh h ten Platzbedarf unwirtschaftlich Seit ber 40 Jahren wird die Thematik des Wellen berlaufs an Deichen und senkrech ten W nden in hydraulischen Modellen untersucht Seit einiger Zeit werden auch hyd ronumerische Modelle zur
183. l 6 Turbinen Zulauf jeweils 0 7 m s Vorfluter mn nn bestehender Kanal neu errichtetes Auslaufbauwerk Auslauf als W Q Beziehung Abb 2 1 Schematische Darstellung des UW Kanals 2 3 3 Lastfall Fur die Berechnungen wurde nur ein ausgewahlter Lastfall herangezogen Der UW Spiegel im Fluss wurde mit 115 cm uber der Flusssohle angenommen Die beiden Pel ton Turbinen weisen einen maximalen Durchfluss von je 700 l s pro Maschine auf Die Untersuchung wurde nur station r durchgef hrt Kombinierte 2D und 3D numerische Stromungssimulation 2 4 Modellannahmen 2 4 1 Modellannahmen fur die 3D Berechnung Der Berechnung wurden folgende Vereinfachungen zu Grunde gelegt e Die Wasserzugabe erfolgte nicht wie in der Realitat mit Luft vermischt von oben sondern als gleichm iger Zufluss von unten Die auftretende Schaumbildung wurde nicht modelliert e Die Kuhlelemente im UW Kanal wurden nicht ber cksichtigt e Im Rechenmodell wurde die Abdeckung des Kanals nicht ber cksichtigt Etwaige Unterdruckerscheinungen und Zuschlagen des Kanals wurden numerisch nicht simuliert Diese Annahmen sind zulassig solange der berechnete Wasserspiegelverlauf deutlich unter der Abdeckung liegt und eine ausreichende Bel ftung sichergestellt ist e Da eine Kalibrierung der Rauheit der W nde nicht m glich ist wurde keine zus tzliche numerische Rauheit angenommen Im Hinblick auf die glatte Oberfl che des Betons welche durch eine zu
184. ler wurde in seiner Form nach Rouve 1958 optimiert Abb 27 7 rechts 178 Modellversuche zur Geschiebetransportproblematik Abb 27 7 Querschnitt der Geschiebeleitschwelle links Form des optimierten Trennpfeilers rechts Da die halbrunden Turbinenvorboden in der ersten Versuchsreihe keine Wirkung zeig ten wurden sie entfernt Die ursprungliche Rechenform wurde aus fischokologischen Grunden durch flach geneigte Rechen ersetzt Die Funktion des optimierten Konzeptes wurde vorerst mit den gleichen Parametern wie im Ausgangszustand gepruft Eine merkliche Verbesserung gegenuber dem Aus gangszustand konnte festgestellt werden In den Einlaufbereich wurden nur noch ge ringe Mengen an Geschiebe eingetragen Abb 27 8 Bei weiteren Versuchen mit 20 und 100 jahrlichen Hochwassern konnte die Funktion weiter bestatigt werden Abb 27 8 Ergebnisse im optimierten Zustand 27 6 Zusammenfassung und Ausblick Der vorgestellte Beitrag zeigt das Konzept des Fliessgewasserkraftwerkes das in einer Machbarkeitsstudie auf seine Funktionalit t untersucht wurde Die gr te Herausforde rung liegt in der Gew hrleistung des Geschiebetransportes da einerseits der Kraft werkseinlaufbereich von Geschiebe freigehalten werden muss aber andererseits der Transport durch das Querbauwerk sichergestellt werden muss Das Konzept wurde im hydraulischen Modellversuch an der Universit t Innsbruck gepr ft und hinsichtlich Ge schiebetranspo
185. lgenden Ergebnisse nach dem Bemessungsverfahren nach EurOtop Manual 2007 mit Ergebnissen eigener Untersu chungen zum gleichen Sachverhalt verglichen und bewertet Der dimensionslose Wel len berlauf Q an 1 6 geneigten Seedeichen f r den Fall brechender Wellen wird der zeit nach dem Formeltyp Qp a g R 1 mit Ay e Hz 0p dimensionsloser Freibord 167 Nils B Kerpen und Karl Friedrich Daemrich q SEATLA Ju HF ter bestimmt Die Datengrundlage auf der die Parameter a und b der Bemessungsformel bestimmt wurden ist Abb 26 3 zu entnehmen tan Fh 1 E 01 Hollo 1 F 1 E 02 q Jg f Hmo 1 E 03 p 1 E 04 1 E 05 1 E 06 1 E 07 PERF RE ER BE a ee DER BEE BR BE SE BEER in ER Lu _ es ee A 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 14 1 6 1 8 2 2 2 Re Ft ma ily 1 ur tana Ypryrary relative overtopping rate l relative freeboard Abb 26 3 Datengrundlage der Bemessungsformel 1 f r Wellenuberlauf an 1 6 geneigten Seedeichen fur den Fall brechender Wellen EurOtop Manual 2007 Messungen am Franzius Institut von KANIS 2008 und Simulationen von TACK erga ben Uberlaufmengen oberhalb der durch Formulierung 1 beschriebenen Abhangigkei ten Abb 26 4 Abb 26 5 1 0E 001 _ EurOtop 2007 probabilistic design 1 0E 002 x EurOtop 2007 deterministic design
186. lhofer und Bernhard Gems Arbeitsbereich Wasserbau Institut fur Infrastruktur Universitat Innsbruck 7 1 KURZFASSUNG Der vorliegende Beitrag befasst sich mit dem Prozess der Verklausung von Brucken bauwerken Anhand eines physikalischen Modells werden im Sinne einer Fallstudie fur eine Bandbreite an zu erwartenden Hochwasserereignissen die Aufstauhohen und R ckstaul ngen oberstrom eines Bruckenbauwerks erfasst Die Ergebnisse zeigen ei nerseits eine strenge Abh ngigkeit der Messparameter von der Zusammensetzung des schwemmholzes bzw den topografischen Gegebenheiten Bruckenquerschnitt Bo schungsniveau usw andererseits aber auch eine markante Streuung in Abhangigkeit des Zeitintervalls der Holzzugabe Die Erkenntnisse des Modellversuchs stellen not wendige Grundlagen fur weitere Modellierungsarbeiten dar beispielsweise fur die Er mittlung von Uberflutungsflachen anhand eines 2D numerischen Modells unter Einbe ziehung der ermittelten Aufstauhohen und Ruckstaulangen 7 2 ABSTRACT The present paper deals with log jam processes at bridges In terms of a case study backwater effects are evaluated for certain discharges within a hydraulic model test On the one side the measurements clearly show a dependency of damming up and back flow on the consistence of the driftwood and the topography in the surrounding area of the bridge cross section bridge top of embankment etc On the other side the varia tion of the results depending on
187. llagen kam ein 3D terrestrischer Laserscanner zum Einsatz 27 5 2 Ausgangszustand Im Modellversuch wurde vorerst ein Ausgangszustand eingebaut der linksufrig den Rampenteil und rechtsufrig das Kraftwerk aufweist Abb 27 4 Abb 27 4 Im Modellversuch verwirklichterr Ausgangszustand links Schemaskizze rechts Foto Zur Freihaltung des unmittelbaren Kraftwerksbereiches von Geschiebe ist dem Bereich eine Geschiebeleitschwelle vorgelagert die ankommendes Geschiebe in Richtung der 176 Modellversuche zur Geschiebetransportproblematik Universaloffnung Flussmitte ableiten sollte Vor den Turbinenblocken wurden weiters halbrunde Vorboden eingebaut die ankommendes Geschiebe zu den zwischen den Turbinenblocken liegenden Geschiebegassen leiten sollten wo es in weiterer Folge durch das Krafthaus transportiert wird Der Ausgangszustand wurde mit einem 1 bis 2 jahrlichen Hochwasser getestet Der Modellabfluss von 251 l s 1240 m s in Natur wurde ber 16 Stunden 88 Stunden in Natur bei entsprechender Geschiebezugabemenge konstant gehalten Dabei waren alle Turbinen verschlossen und die Geschiebegassen geoffnet TUT je N u m r BL z3 a he 7 ars Eu ee 2 A zn a a Dre ee er wa So 7 4 4 wi gt a 3 a Deposition m 10 0 11 0 E 1 0 2 0 E 2 0 3 0 E 3 0 4 0 Mm 40 5 0 Abb 27 5 Ergebnisse der ersten Versuchsreihe im Ausgangszustand links Laserscann Aufnahme rechts Einlau
188. llenangriff wohingegen die Druckschlagbelastung auf ein Deck werk nur grob abgesch tzt werden kann Des Weiteren wird aufgezeigt dass durch die beschriebenen Belastungen Auftriebskr fte entstehen die die Stabilit t des Setzstein deckwerks gef hrden Bemessungsans tze f r die Widerstandsf higkeit von Setz steindeckwerken gegen Auftrieb sind bisher nur f r lose verlegte Setzsteindeckwerke vorhanden Der Stabilit tszugewinn durch die Erh hung der Reibungskr fte mit einer Verzahnung findet bisher keine Ber cksichtigung in den vorhandenen Ans tzen Auf grund der Komplexit t der Flie vorg nge im Deckwerk ist die Quantifizierung des Mehrgewinns durch eine Verzahnung mit einer analytischen Herangehensweise nicht m glich sondern kann nur mit Hilfe von gro ma st blichen Modellversuchen erreicht werden Mit Hilfe der Versuchsergebnisse in Verbindung mit dem detaillierten Wissen sowohl ber den Aufbau des Setzsteindeckwerks als auch ber die wirkende Belastung k nnen R ckschl sse auf den Mehrgewinn an Stabilit t durch eine Verzahnung gezo gen werden 13 7 Literatur Bezuijen A u Breteler M K 1996 Design formulas for block revetments In Journal of Waterway Port Coastal and Ocean Engineering Asce Vol 122 No 6 pp 281 287 ISSN 0733 950X Bezuijen A Klein Breteler M u Burger A M 1990 Placed block revetments In Coastal protection proceedings of the Short Course on Coastal Protection 90 Zur Wide
189. ls Oberbecken des Pumpspeicherwerks betrachtet werden Die Front und eine Sei tenwand des Quaders bestehen aus Glas um den Einblick in den Beh lter und die Be obachtung der Str mungsbedingungen w hrend der Experimente zu erm glichen Die restlichen Stahlw nde wurden zur Auswertung des Bild und Filmmaterials mit einem Raster von 25 x 25 cm versehen S mtliche Messungen Str mungsgeschwindigkeiten 73 Michael Muller et al Temperatur Trubung und A zei nnlingon Filme Fotos werden in diesem Becken vollzogen Ein kleineres Becken mit einem Volumen von 1 0 x 2 0 x 1 2 m stellt die f r die Versu che ben tigte Wassermenge zur Verf gung In diesem Beh lter wird die Trubung des Wassers gemessen um den Sedimentaustausch zwischen den beiden Becken zu stu dieren Abb 11 1 a Hauptbecken der Anlage Frontseite mit Ein Auslaufbauwerk 1 b Reversibler Speisungskreislauf mit Verteiler 2 regulierbarer Pumpe 3 und Durchflussmesser 4 Im Hintergrund Sekund rbecken der Anlage 5 W hrend der Versuchsvorbereitung werden die beiden Becken aus dem laboreigenen Wasserkreislauf gespiesen und danach von letzterem abgekoppelt Die Testreihen werden dann in einem reversiblen geschlossenen Wasserkreislauf Abb 11 1 b durchgef hrt wobei die beiden Betriebsrichtungen des Systems folgendermassen defi niert sind e IN Pumpen ins Becken eintretender Wasserstrahl Auslaufbauwerk e OUT Turbinieren Wasserentnahme aus
190. lung des Hochwasserzuflusses er reicht werden kann Zur Untersuchung der Wirksamkeit der verschiedenen Planungen und der Optimierung der einzelnen Anlagenteile und Zul ufe wurden hydrodynamisch numerische Modellierungen der Einleitungsprozesse in den S en See durchgef hrt Als Ergebnis sollte unter konstruktiven Gesichtspunkten eine robuste selbststeuernde Zustr mungsvariante erarbeitet werden die bei Verhinderung einer strahlformigen Ein leitung der Zufl sse im Hochwasserfall und geringem baulichen Eingriff eine Verringe rung der Zulaufgeschwindigkeiten in den See erwarten l sst 1 4 Modellierung Die grokraumige Betrachtung der Auswirkungen einer Flie gew ssereinleitung in ei nen tiefen See zeigt den ausgepr gten dreidimensionalen Charakter des Str mungs und Transportsystems bedingt durch die turbulente Strahleinmischung sowie die Ein HN Modellierung einer Flie gew ssereinleitung schichtung infolge von Dichtegradienten aus Temperaturunterschieden und veranderli chen Konzentrationen geloster und suspendierter Frachten Auch wenn die partikulare Fracht nicht zu einer relevanten Dichteanderung des Fluides fuhrt wird das Feststoff transportsystem unmittelbar von den hydraulischen Bedingungen innerhalb des dreidi mensionalen Stromungsfeldes festgelegt Eine besondere Rolle kommt dem Abfluss spektrum zu das fur unterschiedliche Seewasserstande unter Berucksichtigung von Windereignissen zu bewerten ist Wind Pegel Temp
191. lushing phases to protect the whole system The flushing phases are also connected with the time the sediment is remaining in the upstream area so to avoid too big cohesion phenomena About the bed load material arriving in the intake house it is possible to diagram the material quantity arriving in it normalized through the bed load discharge in model during a standard investigation time 60 minutes normal working time phase 10 min utes purging phase in the intake versus different water discharge rates Intake house Bed Load Incoming Incoming Released 90 100 Optimierung 3 Q m s Istzustand Abb 10 6 Normalized incoming bed load in the intake house versus water discharge As is possible to see from Abb 10 6 the percentage of the incoming bed load normal ized over the released one is reduced to a very small rate with the new geometry de sign also for the critic discharges lower than 28 m s For bigger discharges the bed load incoming in the intake house is not a big problem due to the reduction of the height of the inflatable weir and the consequent water releases in the floodway 10 6 Bibliography Gems B 2008 Endbericht Hydraulischer Modellversuch Umbau Wehr Bezau Phase 1 Scheuerlein H 1984 Die Wasserentnahme aus geschiebef hrenden Fl ssen Patt J rging Kraus 1998 Naturnaher Wasserbau Mett M 2010 Messen aus Photos im wasserbaulichen Versuchswesen mit der
192. m str mungsberuhigten Bereich zu gew hrleisten 35 Wolfgang Dobler et al Der Zufluss zum Modell erfolgt aus einem Hochbehalter wobei der Wasserspiegel im Behalter 13 m uber der Rohrachse des Bifurkators liegt Damit konnte ohne eine weite re Verwendung von Pumpen ein Zufluss von maximal 0 12 m s gew hrleistet werden Unter dem Einsatz von Pumpen konnte diese Wassermenge bis auf 0 2 m s gesteigert werden wobei in diesem Fall Dr cke bis maximal 1 3 bar auftraten Nach Durchstr men des Bifurkators wurde das Wasser ber Pumpen wiederum dem Hochbeh lter zugef hrt 4 246mm Detail des Y Bifurkators Drei kegelf rmige f Volumina bilden den Bifurkator Die Sichel ist mit hi roter Farbe hinterlegt 7 FE 7 Z DIL A A A wy Plexi Rohr 246mm ER L nge 4428mm P L nge 18 Durchmesse ad Y Bifurkator mit Sichel P 40 Abzweigwinkel Plexi Rohr 246mm L nge 2952mm L nge 12 Durchmesser Bogen 246mm 42 Plexi Rohr 172mm Lange 450mm Lange 2 6 Durchmesser Plexi Rohr 123mm Lange 1230mm Lange 10 Durchmesser Konfuser sj Abb 6 1 Axonometrische Ansicht des Bifurkators mit der Zu und Abflusssituation 6 5 Messungen im Modell Fur die Bestimmung des lokalen Verlustbeiwertes Clokal werden die Druckdifferenzen zwischen zwei Querschnitten sowie die Gr e der Durchfl sse ben tigt Die Tempera turbestimmung konnte wegen der gleich bleibenden Werte AT 1
193. maximale Abfluss durch die Segmentsch tze bei einem Stauziel von 843 3 m verwendet Aufgrund der Erkenntnis aus dieser ersten Testreihe werden ausgew hlte Tosbeckengeometrien auf ihr Verhal ten w hrend des Ablaufens einer Hochwasserwelle untersucht Dabei gibt es zwei Lastf lle einmal wird das Stauziel gehalten bei der zweiten Variante wird der Stau ge legt um eine Stauraumsp lung nachzubilden Im n chsten Schritt werden die numeri schen Simulationen am dreidimensionalen Modell durchgef hrt Die derart voroptimier te Tosbeckengeometrie wird anschlie end im physikalischen Modellversuch nachge baut und bei Bedarf weiter optimiert 21 5 Ergebnisse Die numerischen Simulationen werden momentan durchgef hrt die Ergebnisse wer den beim JuWi Treffen Anfang August in Stuttgart pr sentiert Vergleiche mit den phy sikalischen Modellversuchen k nnen erst nach Errichtung des Modells ab Mitte August 2010 angestellt werden Beispielhaft zeigt Abb 21 3 die Froude Zahl und Geschwin digkeitsvektoren aus einer zweidimensionalen Simulation In Abb 21 4 ist die Wasser oberfl che als Ergebnis einer dreidimensionalen Simulation dargestellt wobei in dieser Variante das orographisch linke Segmentsch tz geschlossen ist 137 Regina Mayer und Roman Gabl max 1 93E 01 Froude Number and vectors 0 26 0 64 1 02 1 41 1 79 2 17 2 55 f f 1 t 10 0 54 0 98 0 1420 1860 230 0 x Abb 21 3 Ergebnis der zweidimensionalen numerischen Simulatio
194. ment area equipped with complex hydro power schemes is presented by the help of an especially developed tool called Rout ing System which can combine hydrological modelling and operation of hydraulic ele ments The model allows simulating the operating mode of complex storage hydro power plants and its impacts on the downstream river system for different scenarios taking into account natural and anthropogenic influences The paper presents the mod elling of the Oberhasli hydropower scheme probably one of the most complex one in Switzerland 15 3 Einleitung Die alpinen Speicherkraftwerke sind in der Lage die unregelm ssig anfallende Elektrizi t tsproduktion aus erneuerbaren Quellen im europ ischen Verbundnetz aufzuwerten Durch den flexiblen Betrieb dieser Anlagen entstehen in den Fl ssen unterhalb der Wasserr ckgabe sogenannte Schwall und Sunkerscheinungen Das vorliegende For schungsprojekt hat zum Ziel eine allgemein anwendbare Methodologie zur Entsch r fung der kologischen negativen Auswirkungen zu erarbeiten Umwelttechnische was serbauliche und wirtschaftliche Kriterien sind zu ber cksichtigen 99 Martin Bieri und Anton J Schleiss Die Methodologie wird auf der Grundlage einer konkreten Fallstudie entwickelt Die Kraftwerksanlage Oberhasli KWO im Kanton Bern in der Schweiz ist ein komplexer Vertreter eines typischen Speicherkraftwerks im alpinen Raum Zur Modellierung des Einzugsgebietes wurde die Software Routing
195. mentation of the Water Framework Directive 2000 60 EC Brussels Belgium European Parliament and Council of the European Union 2000 DIRECTIVE 2000 60 EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy Official Journal of the European Communities L 327 European Parliament and Council of the European Union 2001 DIRECTIVE 2001 77 EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 2 September 2001 on the promotion of electricity produced from renewable energy sources in the internal electricity market Official Journal of the European Communities L 283 97 Gabriele Harb und Gerald Zenz SEE Hydropower 2010 Manual for sustainable surface water resources management within the framework of WFD and RES E Directives in preparation Graz University of Technology Austria Nicolosi M and Fuersch M 2009 Implications of the European Renewables Directive on RES E Support Scheme Designs and its Impact on the Conventional Power Markets In IAEE Energy Forum 18 3 S 25 29 southeast Europe Transnational Cooperation Programme 2010 Projects SEE Hydropower http www southeast europe net en projects approved_projects id 9 7 accessed 15 02 2010 Stigler H Huber C Wulz C and Todem C 2005 Energiewirtschaftliche und konomische Bewertung potentieller Auswirkungen der Umsetzung der EU Wasserrahmenrichtlinie auf die Wasserkra
196. mm Abb 27 3 Sieblinien des in der Salzach transportierten Materials blau und des im Modellversuch verwendeten Materials rot Die Kornzusammensetzung des Sohlmaterials der Salzach im Untersuchungsgebiet ergibt einen ma gebenden Korndurchmesser von etwa 20 Millimeter Die Sieblinie ist in Abb 27 3 dunkelblaue Linie dargestellt Nach Umrechnung der Sieblinie mit dem Ma stab von 1 30 ergibt sich ein sehr feines Material hellblaue Linie in Abb 27 3 das im Modellversuch zur Anwendung kommen sollte Da die Modellgesetze der 175 Barbara Brinkmeier Froud schen Modell hnlichkeit nur fur nichtbindiges Material gelten und Zahigkeitsef fekt weitestgehends vermieden werden sollten darf kein zu feines Material in Modell versuchen eingesetzt werden ATV DVWK 2003 Fur den Modellversuch wurde daher ein Sand mit einem mafsgebenden Durchmesser von 0 97 Millimeter gew hlt der die in Abb 27 3 ersichtliche Sieblinie rote Linie be sitzt Durch die Wahl dieses gr beren Materials kommt es zu einem Unterschied zwi schen den Froud schen Zahlen des Korns in Natur und im Modell Obwohl dies nicht optimal ist ist es erforderlich um negative Effekte wie Riffel und D nenbildung zu ver meiden die in der Natur nicht eintreten Die Geschiebetransportraten wurden anhand der Formel von Meyer Peter M ller bestimmt und dem physikalischen Modell am obe ren Modellrand dem Abfluss entsprechend zugegeben Zur Dokumentation von nde rungen der Soh
197. mperaturanalogie ermittelt Die Wassertiefe entspricht dabei der Temperatur und die Durchlassigkeit der Warmeleitfahigkeit In den Berechnungen wird davon ausgegangen dass die wasserseitige Abdichtung und die Mauerdrainagen voll wirksam sind und somit keine Durchstromung des Mauerkorpers auftritt Dieser Be rechnungsschritt liefert Stromungskrafte im Untergrund sowie Auftriebskrafte an der Maueraufstandsflache Neben dem Wasserdruck beeinflussen auch die u eren Temperatureinwirkungen die Spannungsverteilung in der Talsperre Um die Temperaturverteilung im Mauerk rper zu ermitteln wird eine instation re Temperaturfeldberechnung ber einen Zeitraum von 12 Jahren mit einem Zeitschritt von einem Monat durchgef hrt Die monatlichen Luft temperaturen so wie die von der Wassertiefe abh ngigen Wassertemperaturen sind in Abb 5 3 dargestellt Im Juli treten dabei relativ geringe Temperaturen im Mauerkern und hohe Temperaturen an der Maueroberfl che auf Diese Temperaturunterschiede f hren zu Druckspannungen im Mantel w hrend der Kern entlastet wird Die Tempera turverteilung im Juli wird f r die anschlie enden statischen Berechnungen als Einwir kung angesetzt 30 Raumliches Tragverhalten von Schwergewichtsmauern 0 Lufttemperatur 0 Wassertemperatur an der Oberfl che Wassertemperatur in 2 3 der Tiefe 4 Wassertemperatur am Speichergrund Temperatur C un 4 6 8 10 12 14 16 18 Temperatur C gt
198. mulations with the commercial software ANSYS CFX are presented Both kinds of experiments are made to specify the head loss of hydraulic throttles in surge tanks which were constructed by the Tiroler Wasserkraft AG TIWAG The re sults are used in a surge chamber dimensioning software TIWAG so that comparison with a real measurement at the hydro power station was possible 3 3 Einleitung 3 3 1 Allgemein Um ein Wasserschloss wirtschaftlich zu dimensionieren kann unter gewissen Umstan den ein Drosselorgan sinnvoll sein welches die Schwingungen des Triebwassers d mpft Dabei ist die Regelbarkeit der Anlage in Abstimmung mit dem Bauaufwand des Wasserschlosses zu optimieren Ein Design Parameter ist dabei der Verlustbeiwert der Drosseln Bei asymmetrischen Drosseln ist dieser Wert abh ngig von der Flie richtung Vom Aufschwingen wird gesprochen wenn das Wasser von der Unterkammer in die Oberkammer flie t Beim Abschwingen erfolgt die Umkehrung der Flie richtung Drosseln sollten generell keine beweglichen Teile beinhalten da Wartungsfreiheit eine unbedingt anzustrebende Eigenschaft ist Daher f llt die Idealvorstellung einer Klappe 14 3D numerische Stromungssimulation von hydraulischen Ruckstromdrosseln als Drossel weg Diese k nnte aufschwingendes Wasser ungedrosselt in die Ober kammer flie en lassen und somit den dynamischen Druck auf den Stollen zu begren zen Bei R ckschwingvorgang w rde eine Klappe absperren und das Wa
199. mung der Propagation einer Bore Welle hnlich und ergibt weiteren Forschungsbedarf Im aktuellen vom Schwei zer Nationalfonds SNF finanzierten Forschungsprojekt wird die Erfassung von Ab flusstiefen und Str mungsfeldern w hrend des berstr mungsvorganges fokussiert Damit soll die Energieumwandlung w hrend des Auflaufens bestimmt werden 9 4 Versuchsstand Der VAW Impulswellenkanal ist 11 0 m lang 0 5 m breit und 1 0 m tief Fur die bisheri ge Untersuchung der rutscherzeugten Impulswellen wurde ein eigens daf r entwickel ter pneumatischer Rutschgenerator verwendet Abb 9 1 Bei diesem wird eine Box mit einem Granulat gef llt auf bis zu 8 8 m s beschleunigt und der Rutsch dann durch ff nen der Frontklappe freigegeben Die ma gebenden Parameter zur Impulswellener zeugung sind die Rutschbreite und m chtigkeit das Rutschvolumen die Rutsch Eintauchgeschwindigkeit die Rutschdichte sowie der Rutsch Eintauchwinkel und die i http www for gov bc ca dck Topics Chehalis_Lake Chehalis_Lake_Index html z http www nzz ch nachrichten panorama gletscherabbruch_dammbruch_peru_1 5434560 html 61 Helge Fuchs Ruhewassertiefe Die Einflusse von Korndurchmesser und Rutschlange haben sich als vernachlassigbar erwiesen PNEUMATIC LANDSLIDE GENERATOR SPLASH PROTECTION lt _ 3 WAVE ABSORBER j gt wv ACA Abb 9 1 VAW Impulswellenkanal Da beim aktuellen Forschungsvorhaben nicht mehr die Wellengene
200. n Beispiel Abb 21 4 beispielhaftes Ergebnis der dreidimensionalen numerischen Simulation ein Segmentsch tz geschlossen 21 6 Literatur Hager W H 1992 Energy Dissipators and Hydraulic Jump Dordrecht Kluwer Academic Publishers H usler E 1991 Wehre In H Blind amp H Kupfer Hrsg Wasserbauten aus Beton Handbuch f r Beton Stahlbeton und Spannbetonbau Berlin Ernst amp Sohn Peterka A 1984 Hydraulic Design of Stilling Basins and Energy Dissipators 8th Edition ed Denver Colorado United States Department of the Interior Bureau of Reclamation Vischer D L amp Hager W H 1995 Energy Dissipators Hydraulic Structures Design Manual 9 Rotterdam A A Balkema 138 Gewasserkreuzung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche 22 Gewasserkreuzung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche Ermittlung und Bewertung technischer Losungen Sophia Stoebenau Institut fur Wasserbau und Technische Hydromechanik TU Dresden 22 1 Kurzfassung In der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche im Nordraum Leipzigs nahe der Landesgren ze zwischen Sachsen und Sachsen Anhalt sollen der Gro e Goitzschesee und der Seelhausener See eine schiffbare Verbindung erhalten Die Seen weisen unterschied liche Wasserspiegellagen auf Die besondere Randbedingung der Planungsaufgabe lag in der Ber cksichtigung des Lober Leine Kanals der zwischen den beiden Seen hindurch f hrt die h chste Wasserspiegellage der dre
201. n berlauf 169 Nils B Kerpen und Karl Friedrich Daemrich Zudem sind die Funktionen nicht linear in der halbexponentiellen Darstellung was auf eine unvollst ndige Formulierung der mathematischen Zusammenh nge schlie en l sst Ein Vergleich der periodenabh ngigen Wellen berlaufmenge bei unterschiedlichen Wassertiefen am Bauwerksfu ist in Abb 26 7 dargestellt Es ist ersichtlich dass die berlaufmengen entgegen der blichen Annahmen von der Wassertiefe abh ngig sind Die zwei hier aufgezeigten Beispiele verdeutlichen den bestehenden Forschungsbedarf auf dem Gebiet des Wellen berlaufes an Deichen und senkrechten W nden um wirt schaftlichen K stenschutz gew hrleisten zu k nnen 1 0E 001 sp 0 058 m 1 6 d 0 5 sp 0 04 m 1 6 d 0 5 sp 0 02 m 1 6 d 0 5 EurOtop probabilistic EurOtop deterministic sp 0 058 m 1 6 d 2 0 sp 0 04 m 1 6 d 2 0 1 0E 003 gt _ sp 0 02 m 1 6 d 2 0 M 1 0E 002 ffl 7 eg G 1 0E 004 N S 1 0E 005 N 1 0E 006 Hs 0 1m T 1 0 0 957s 1 15s 1 62s 1 0E 007 0 02 04 06 08 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 3 R Abb 26 7 Wellen berlaufmenge bei unterschiedlichen Wassertiefen am Bauwerksfu 26 2 2 Geplante Modellversuche Zur Ermittlung der mittleren berlaufmengen an Sturmflutschutzw nden und Deichen werden Versuche zu senkrechtem und schr gem Wellenanlauf
202. n 2D numerisches Mo dell zur berflutungsberechnung eingearbeitet 7 7 Literatur Aufleger M 2005 Flussmorphologische Modelle Grundlagen und Anwendungsgrenzen 52 berpr fung der Verklausungssicherheit von Br cken Bezzola G R 2001 Schwemmholz R ckhalt oder Weiterleitung Wasser Energie Luft 93 Jahrgang Heft 9 10 247 252 Bezzola G R S Gantenbein et al 2002 Verklausung von Br ckenquerschnitten Internationales Symposium 2002 in Zurich Moderne Methoden und Konzepte im Wasserbau H u G d E T H Z Versuchsanstalt fur Wasserbau Zurich 87 97 Gems B S Achleitner et al 2009 Flood control management for an alpine valley in Tyrol an integrated hydrological hydraulic approach 33rd Congress of the International Association of Hydraulic Engineering and Research IAHR Water for a Sustainable Environment Vancouver British Columbia Canada IAHR IWA pp 1779 1786 Lange D und G R Bezzola 2006 Schwemmholz Probleme und L sungsans tze VAW Mitteilungen P D l H E Minor Z rich Versuchsanstalt fur Wasserbau Hydrologie und Glaziologie der Eidgen ssischen Technischen Hochschule Z rich 188 Rickenmann D 1997 Schwemmholz und Hochwasser Wasser Energie Luft 89 Jahrgang Heft 5 6 115 119 Rimbock A 2003 Schwemmholzr ckhalt an Wildb chen Grundlagen zu Planung und Berechnung von Seilnetzsperren Berichte des Lehrstuhls und der Versuchsanstalt f r
203. n Abbildungsfehlern und damit zu Messungenauigkeiten im Bild Die Objektivverzeichnung kann je nach eingesetztem Objektiv kissen oder tonnenf rmig sein Abb 29 1 Sie f hrt dazu dass gerade Linien im Bild gekr mmt dargestellt werden und die Abbildungsma st be innerhalb des Bildes variieren Die Verzeichnung ist f r jedes Objektiv und jede Brennweite spezifisch F r die photogrammetrische Auswertung sollten daher Objektive mit festen Brennweiten 189 Michael Mett verwendet werden oder ein Zoomobjektiv bei der gew nschten Brennweite fixiert wer den Die Verzeichnung kann mit Hilfe eines Referenzbildes von Monobild berechnet werden und mathematisch korrigiert werden Monobild 2003 Neben der Kameraverzeichnung f hrt auch die perspektivische Verzerrung zu unmal3 st blichen Abbildungen im Photo Diese entsteht durch die Kameraperspektive und f hrt zu fluchtenden und geometrisch komplex verzerrten Photos Abb 29 1 Die per spektivische Verzerrung kann mit Hilfe von Passpunkten korrigiert werden Dies sind Punkte mit genau bekannter r umlicher Lage die bei der Photographie mit aufgenom men werden Den Punkten im Bild werden bei der Entzerrung die Positionen in einem Koordinatensystem zugewiesen Damit entstehen ma st bliche Abbildungen des auf genommenen Objekts in welchen auch Punkte Entfernungen und Fl chen gemessen werden k nnen Abb 29 1 Abbildungsfehler in Photographien und deren En
204. n Flusssohle und Br ckenunterkante ist bei Reinwasserabfluss bereits ab HQ gt ein Einstau der Br cke vor handen Ausuferungen ber die Uferb schungen stellen sich ab HQjo9 ein entspre chend nimmt bei groBen Abfl ssen der Abflussanteil ber die B schungen stark zu die Lage der Stauwurzel bleibt unver ndert Tab 7 2 Versuchsl ufe charakterisiert nach dem Verklausungsgrad HAm Hann HQ25 HQ100 00 Ges 77 eh Seh Tel lt 3min Schwemm Abflussabhangige Lage der Stauwurzel bei Vollverklausung V SHA Br cke a SHC 175 SHA mit Mittelpfeiler Vorderkante 150 ER as e SHC mit Mittelpfeiler 125 SHC_18min Zugabezeit Lage der Stauwurzel m 0 0 100 Hamin HQ25 HQ50 HQ100 HOmax Abfluss Abb 7 5 Abh ngigkeit der R ckstaul nge vom Abfluss 51 Andreas Sendlhofer und Bernhard Gems 7 6 Zusammenfassung und Ausblick Auf Basis der hier vorgestellten Versuchsergebnisse k nnen einige wesentliche Er kenntnisse hinsichtlich der Bildung von Verklausungen und den damit verbundenen Auswirkungen gewonnen werden e Schwemmholzmischung L nge Durchmesser Ver stelungsgrad Die Verklausungswahrscheinlichkeit aber auch die Ausbreitung des Verklausungstep pichs nimmt mit dem Grad der Ver stelungen der Mischung zu Wesentlichen Einfluss hat hier auch das Verh ltnis von maximaler Stamml nge zu Sohlbreite bzw lichter Ho he vgl Bezzola Gantenbein et al 2002
205. n Gew ssersohlen ein einflussreiche Rolle In jeder Di mension zeigt das hyporheische Interstitial signifikante hydrologische biogeochemi sche und morphologische Gradienten In diesem Artikel steht der Einfluss der morpho dynamischen Prozesse auf die Qualit t der hyporheischen Zone im Fokus Entsprechend der Wasserrahmenrichtlinie 2000 ist der Reproduktion von Indikator fischarten bei wasserbaulichen Ma nahmen besondere Bedeutung zu geben Die In kubationsphase umfasst eine durchschnittlichen Gesamtdauer von circa sechs Mona ten Merz et al 2004 Schiemer et al 2003 bezeichnet die jungen Entwicklungssta 123 Markus Noack dien als besonders relevant da diese in diesem Zeitraum die hochsten Sterberaten zeigen Durch die lange Inkubationsphase im hyporheischen Interstitial reagieren die Entwick lungsstadien u erst sensibel auf morphodynamische Ver nderungen Typische dy namische Prozesse in Flie amp gewassern wie regelm ige Sohlumlagerungen die Infiltra tion von Feinsedimenten in das Kiesl ckensystem wirken sich auf unterschiedlichste Weise negativ auf eine erfolgreiche Reproduktion aus Infiltrierendes Feinmaterial re duziert den Porenraum und f hrt zu einer Verringerung des gel sten Sauerstoffgehalts im Interstitial Des Weiteren kann die Emergenz der aufsteigenden Br tlinge durch die Ausbildung einer Kolmationsschicht behindert werden Daher ist es unbedingt notwen dig die r umlichen und zeitlichen Ver nderunge
206. n Hohenheim Karlsruhe und Stuttgart 1985 ISBN 3 921694 59 0 vararl on Spitz Karlheinz Dispersion in por sen Medien En von Inhomogenit ten und Dichteunterschieden 1985 ISBN 3 921694 60 4 vergri en Kobus Helmut An Introduction to Air Water Flows in Hydraulics 1985 ISBN 3 921694 61 2 62 63 64 65 66 6 68 69 70 71 12 13 74 75 76 Institut f r Wasserbau Universit t Stuttgart IWS Kaleris Vassilios Erfassung des Austausches von Oberfl chen und Grundwasser in horizontalebenen Grundwassermodellen 1986 ISBN 3 921694 62 0 Herr Michael Grundlagen der hydraulischen Sanierung verunreinigter Poren grundwasserleiter 1987 ISBN 3 921694 63 9 Marx Walter Berechnung von Temperatur und Spannung in Massenbeton infolge Hydratation 1987 ISBN 3 921694 64 7 Koschitzky Hans Peter Dimensionierungskonzept f r Sohlbel fter in Schu rinnen zur Vermeidung von Kavitationssch den 1987 ISBN 3 921694 65 5 Kobus Helmut Hrsg Modellierung des gro r umigen W rme und Schadstoff transports im Grundwasser T tigkeitsbericht 1986 87 DFG Forschergruppe an den Universit ten Hohenheim Karlsruhe und Stuttgart 1987 ISBN 3 921694 66 3 S ll Thomas Berechnungsverfahren zur Absch tzung anthropogener Tempera turanomalien im Grundwasser 1988 ISBN 3 921694 67 1 Dittrich Andreas Westrich Bernd Bodenseeufererosion Bestandsaufnahme und Bewertung 1988 ISBN 3 921694 68 X vergr
207. n Jets in Funktion der Distanz zum Einlauf Uo dj Strahlgeschwindigkeit resp Strahldurchmesser am Austrittsquerschnitt Als Indikatoren des benotigten Zeitschritts At im numerischen Modell und der Zyklen dauer wurden die kinetische Energie Exin sowie die turbulente kinetische Energie Exin turp des Testvolumens verwendet Ein At von 5 s ist erforderlich um zuverl ssige Resultate zu erhalten wobei vor allem Exin tury erst bei relativ kleinen Zeitschritten gegen einen konstanten Wert strebt Die Abb 11 3a illustriert die zeitliche Entwicklung des adimen sionierten Indikators Exin Epeax IN Sequenz f r verschieden Abfl sse Die Versuchs dauer TP bis zum Erreichen eines station ren Stromungsfeldes im Becken Exin Epeak 1 betr gt demnach 10 bis 40 Minuten Der Vergleich der Geschwindigkeitsprofile quer zur Strahlachse und der Entwicklung der Axialgeschwindigkeit v Uo des Strahls mit den von Jirka 2004 beschriebenen Werten zeigt dass sich ein k e Turbulenzmodell am besten eignet Abb 11 3 b Beide Strahleigenschaften werden sowohl f r hohe als auch f r kleine Abfl sse zufrieden stellend abgebildet Die erh hte Axialgeschwindigkeit beim Eintritt ins Becken V Up gt 1 ist durch eine nicht exakt symmetrische Verteilung der Eintrittsgeschwindig keit des Strahls im Modell bedingt Schliesslich wurden zwei Abflusskonfigurationen mit Zugabe von Feinsedimenten ge testet wobei ein Wasser Sediment Gemisch in klares Wasser im Hau
208. n in der hyporheischen Zone zu unter suchen und zu verstehen Saenger amp Zanke 2006 Aufgrund der Komplexit t der interstitialen Prozesse ist das bergeordnete Ziel ein in terdisziplin rer multivariater Fuzzy Ansatz um die Simulationsergebnisse eines 3D Sediment Transport Modells mit der kologischen Qualit t der Interstitial als Zielgr e zu verkn pfen wobei der gel ster Sauerstoffgehalt als Indikatorgr e f r die Qualit t gilt 20 3 2 Untersuchungsgebiet Nach Inbetriebnahme der Wasserkraftnutzung am Oberen Sp l Engadin Schweiz ver nderte sich das hydrologische Regime mit allgemein bekannten Folgen f r die Flussmorphologie Die Mindestwassermenge ist auf 1 0 m s festgelegt und f hrt zu einer reduzierten St rungsintensit t mit Verhinderung von nat rlichen eigendynami schen Prozessen Stanford amp Ward 1996 Am Sp l wurde im Jahr 2000 ein Hochwas serprogramm initiiert mit j hrlichen k nstlichen Hochwasserereignissen und dem Ziel die bestm glichen Reproduktionsbedingungen f r die Bachforelle zu schaffen Die einzige Fischart die sich im Sp l selbst reproduziert ist die Bachforelle Salmo trutta fario wobei die Bachforellenpopulation zwischen den beiden Speichern Punt dal Gall und Ova Spin isoliert ist Eine regelm ige Untersuchung der Bachforellenpopulation begann 1990 Rey amp Gerster1991 und wird heute von dem B ro f r Gew sser kologi sche Untersuchungen HYDRA seit 2000 fortgef hrt M rle
209. n ist mit finanzieller Beteiligung ver bunden zudem verfolgen beiden Staaten das Ziel bis zum Jahr 2020 einen Ausbau grad von 10 000 MW zu erreichen An einigen von insgesamt 76 Standorten welche hinsichtlich wirtschaftlicher als auch technischer Kriterien bereits als g nstige Standorte bewertet wurden erfolgt in den n chsten Jahren die Errichtung von Anlagen Das Projekt am Fluss Dagachhu stellt eines dieser Projekte dar Das Kraftwerk wird insgesamt 114 MW Energie erzeugen Trotz seiner verh ltnism ig geringen Gr e ist das Dagachhu Wasserkraft Projekt von gro er Bedeutung zumal es das erste privat unterst tzte Projekt ist Abb 28 1 zeigt anhand einer topografischen bersicht die pro jektierte Anlage bzw die definierten Bereiche zur Bauwerksoptimierung im Zuge zweier hydraulischer Modellversuche am Arbeitsbereich Wasserbau der Universit t Innsbruck Abb 28 1 Dagachhu project Einlaufbauwerk physikalische Modell M 1 35 links und Entsander physikalisches Modell M 1 15 rechts 182 Optimierung von Einlaufbauwerken und Einrichtungen zur Spulung von Sedimenten 28 4 Literaturstudie der beiden Modellversuche Ein vergleichbarer Modellversuch wurde im Jahr 1991 an der Versuchsanstalt in Ober nach Deutschland durchgef hrt Dabei erfolgte eine Untersuchung des projektierten Dammes bzw des Entsanders im Arun Tal in Nepal Ein Weiterer Modellversuch be handelt die Wasserkraftanlage am Baso Chhu in Bhutan Grundlegend
210. n turbulenten Stromungsbedingungen 2008 ISBN 3 933761 71 9 Yang Wei Discrete Continuous Downscaling Model for Generating Daily Precipi tation Time Series 2008 ISBN 3 933761 72 7 Kopecki lanina Calculational Approach to FS T Hemispheres for Multiparametrical Benthos Habitat Modelling 2008 ISBN 3 933761 73 5 Brommundt Jurgen Stochastische Generierung r umlich zusammenhangender Niederschlagszeitreihen 2008 ISBN 3 933761 74 3 Papafotiou Alexandros Numerical Investigations of the Role of Hysteresis in Het erogeneous Two Phase Flow Systems 2008 ISBN 3 933761 75 1 He Yi Application of a Non Parametric Classification Scheme to Catchment Hy drology 2008 ISBN 978 3 933761 76 7 Wagner Sven Water Balance in a Poorly Gauged Basin in West Africa Using At mospheric Modelling and Remote Sensing Information 2008 ISBN 978 3 933761 77 4 Hrsg Braun J rgen Koschitzky Hans Peter Stuhrmann Matthias Schrenk Vol ker VEGAS Kolloquium 2008 Ressource Fl che Ill Tagungsband zur Veranstal tung am 01 Oktober 2008 an der Universitat Stuttgart Campus Stuttgart Vaihingen 2008 ISBN 978 3 933761 78 1 Patil Sachin Regionalization of an Event Based Nash Cascade Model for Flood Predictions in Ungauged Basins 2008 ISBN 978 3 933761 79 8 Assteerawatt Anongnart Flow and Transport Modelling of Fractured Aquifers based on a Geostatistical Approach 2008 ISBN 978 3 933761 80 4 Karnahl Joachim Alexander 2D numerische Mo
211. nbrechern mit Eisensilikatbeton dokumentiert 24 5 Literatur FRANZIUS INSTITUT Untersuchungen zum Einsatz von K stenschutzelementen mit Eisensilikat Granulat als Betonzuschlag im K sten und Hochwasserschutz im Auftrag der PEUTE BAUSTOFF GmbH Bericht Nr 710 FRANZIUS INSTITUT Hannover 2009 HUDSON R Y Laboratory Investigation of Rubble Mound Breakwaters Journal of the Waterways and Harbors Division American Society of Civil Engineers Vol 85 No Ww3 pp 93 121 September 1959 U S ARMY COASTAL ENGINEERING RESEARCH CENTER Shore Protection Manual Vol 2 4th ed Department of the Army Waterways Experiment Station Washington D C 1984 VAN DER MEER J W Stability of cubes tetrapods and accropode Design of Breakwaters Proceedings of the Conference Breakwater 88 ICE Thomas Telford Ch 6 pp 59 68 London 1988 159 Tobias Kubetzek 25 Versuche zur berstr mung geotextilbewehrter Deiche Tobias Kubetzek Institut f r Wasserbau und Wasserwirtschaft Technische Universit t Darmstadt 25 1 Kurzfassung In den letzten Jahrzehnten kam es weltweit entlang der gro en Fl sse immer wieder zu folgenschweren berschwemmungen Das gerade abklingende Hochwasser in Polen hat gezeigt wie wichtig eine st ndige Anpassung der Deiche an die sich ndernden klimatischen Bedingungen und den Stand der Technik ist Denn w hrend die alten pol nischen Deiche an zahlreichen Stellen brachen hielten die seit dem letzt
212. nde statistische Angaben not wendig Die meteorologischen Messwerte werden von Meteo Schweiz erhoben Im und um das Quellgebiet der Aare liefern sechs Stationen ANETZ alle 10 Minuten Nieder schlag und Temperatur neun Stationen NIME jeweils lediglich den Niederschlag im Tagesmittel Abb 15 1 b Das Bundesamt f r Umwelt BAFU erhebt die Pegel Abfluss und Wassertemperatur der Aare in Brienzwiler nahe der M ndung in den Brienzersee Abb 15 1 b Abflusse in einzelnen Teileinzugsgebieten k nnen aus der Betriebsstatistik sowie aus den Pe gelmessungen in den Speichern errechnet werden Diese Datenreihen wurden von Kraftwerksbetreiber zur Verf gung gestellt 15 5 Nachbildung des Einzugsgebietes 15 5 1 Modellierung mit Routing System Zur Modellierung des Einzugsgebietes wurde die Software Routing System verwendet Garcia Hern ndez et al 2007 die bereits f r Echtzeithochwasservorhersagen im Wallis erfolgreich eingesetzt wurde Jordan 2007 Dieses objektorientierte Simulati onswerkzeug bildet sowohl hydrologische Prozesse wie Schnee resp Gletscher schmelze Infiltration Oberflachenabflussen und dessen R ckhalt und Transport als auch hydraulische Funktionsmechanismen nach Die sechs hydraulischen Grundfunk tionen Abflusserzeugung Transport R ckhalt Ableitung Zusammenfluss und Regu lierung erlauben das gesamte nat rliche als auch bewirtschaftete Einzugsgebiet zu modellieren Eine Einteilung der Untereinzugsgebiete
213. ndern abgeklungen sind und so die Ergebnisse von der Gr e des Modellgebiets unbeein flusst bleiben L 2 Abb 5 1 Modellgeometrie H Mauerhohe L Kronenl nge B Mauerbreite R Krummungsradius HN Hangneigung 5 4 2 Diskretisierung Die Elementanzahl wird an Hand von Referenzsimulationen so festgelegt dass das Verformungsverhalten der Mauer und des Untergrundes von der Elementgr e unbe einflusst bleibt vgl Abb 5 2 Um die erforderlichen Rechenzeiten zu reduzieren wird dar ber hinaus nur die halbe Geometrie modelliert und die Symmetrieachse als Rand bedingung vorgegeben 29 Tobias Gebler _ y vor toes vere Pr ru A Y rere y Peoee s 70 mn mer ns 7 rn nun x A ss ween y s k ie r x y k k ieee x Bassas A Y Mercere k k Heovreses X A Phd x k Pespesee pA YA n x vr m nn lt X Y A FAAS Er A x rt US T X YA u at x y Ir 4 k k A AT A AA y ar A x N M ay A Y x KIA x SSS SSS SSE W A yA X A i x Y x gt X 1 gt y x gt A Ve j gt X X gt X X pA b X Y M gt gt v gt gt r W gt gt X x p X gt A X NM X x er k a asas gt v F z Se J 4 Abb 5 2 Dreidimensionales Finite Elemente Modell 5 4 3 Lastannahmen Bei den Berechnungen wird der Wasserstand bis zur Mauerkrone angesetzt Die Stro mungskrafte im Untergrund werden in ANSYS mit der Fourierschen Differentialglei chung anhand der Te
214. neta Leipzig Boot L nge L m 26 35 Breite B m 5 6 2 Tiefgang T m 1 5 1 07 H he ber WSP m NN 22 6 5 1 6 Bei der Betrachtung der Randbedingungen wurde bereits deutlich dass keine L sung allen Anforderungen gerecht werden konnte So stellt eine f r Paddelboote durchg n gige Verbindung des Lober Leine Kanals mit den Seen einen Widerspruch dar zu der Forderung nach einer strengen Trennung der Gew sser 141 Sophia Stoebenau 22 5 Variantenermittlung Der Ausschluss zweier kompletter L sungsentw rfe aus den Jahren 2000 und 2005 deutete bereits an dass eine eindeutig beste L sung in allen Belangen nicht klar auf der Hand liegt Daher wurde f r die Bearbeitung der Diplomarbeit die Herangehensweise gew hlt zw lf technisch realisierbare L sungen basierend auf f nf Grundvarianten Tab 22 2 zu entwickeln die anschlie end vielf ltige Kriterien zur Bewertung durchliefen Da durch beschr nkte sich die Darstellung letztlich nicht auf die Vorstellung weniger An s tze und ihrer Vorteile sondern zeigte als Entscheidungshilfe auch deutlich die Nachteile und Probleme von Alternativen auf Tab 22 2 bersicht ber die entwickelten L sungsans tze Bezeichnung Beschreibung Var 1 Kanalbr cke rechtwinklig zum LLK mit Sohlh he ber 84 m NN berwinden des H henunterschieds durch Var 1a Hebewerke mit senkrechter F rderung Var 1b Schleusen Var 1c Hebewerke mit geneigten Ebenen und Langsforderun
215. ng auf die Widerstandsf higkeit gegen 84 Zur Widerstandsfahigkeit von verzahnten Setzsteindeckwerken gegen Seegangbelastung externe Belastung ist bisher nicht berucksichtigt worden Nachfolgend werden Bemes sungsregeln aufgezeigt um die externe Belastung auf Deckwerken zu quantifizieren die unabh ngig von einer Verzahnung auf ein Deckwerk wirkt Anschlie end wird der Stand des Wissens bezuglich der Widerstandsfahigkeit von lose verlegten Setzstein deckwerken vorgestellt Darauf aufbauend wird der notwendige Forschungsbedarf her ausgearbeitet um die Anwendung vorhandener Bemessungsans tze auf verzahnte Deckwerke zu erweitern Den Abschluss bilden eine Zusammenfassung und ein Aus blick Setzsteine CACLEXI I Setzsteine _ Fillschicht Were u Geotextil i LAM MMMM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 0 9 0 J RASS SSS SSS SSS SSS SSS SS SSP Oe re I sis Komfilter Geotextil Boden Boden direkte Verzahnung indirekte Verzahnung Abb 13 1 Beispiele fur ein Setzsteindeckwerk mit einer direkten und indirekten Verzahnung 13 3 Belastungen auf ein Setzsteindeckwerk 13 3 1 Einf hrung Deckwerke werden sowohl mechanisch z B durch Schiffsto Ankerwurf als auch durch nat rliche Umwelteinfl sse wie z B Seegang im K stengebiet oder durch k s ten bzw uferparallelen Str mungen beansprucht Im Nachfolgenden werden nur Be lastungen resultierend aus Seegang diskutiert da diese die st rkste Be
216. nterseite der Setzsteine wirken Der Wirkungsbereich der Auftriebskr fte erstreckt sich auf den Bereich zwischen dem Wellenauflauf und ablauf Die Auftriebskrafte erreichen ihr Maximum am tiefsten Ab laufpunkt der Welle Die Ermittlung des resultierenden Druckh henunterschieds kann auf empirische Weise erfolgen Pilarczyk 2001 oder durch die analytische L sung der Grundwasserstr mungsgleichung in der Filterschicht Bezuijen et al 1990 Klein Breteler und Bezuijen 1992 Die analytischen Methoden unterscheiden sich aufgrund der identischen Basis nur geringf gig voneinander Als Beispiel f r eine analytische Methode zur Ermittlung des maximalen Druckh henunterschieds auf lose Setzsteindeckwerke infolge einer zyklischen Wellenbelastung stellen Burger et al 1989 vor mit dw maximaler Druckh henunterschied ber der Deckschicht m B Winkel der Wellenfront Pp Druckhohe der Wellenfront m a Boschungswinkel A Vertikale Leakage Lange m Die Druckh he p und der Winkel 6 der Wellenfront ber cksichtigen in der Gleichung 1 die St rke der externen Belastung Der Boschungswinkel a und die vertikale Lea kage Lange A die das Verhaltnis zwischen der Durchlassigkeiten der Deckschicht und der anschlie enden Filterschicht wiedergibt ber cksichtigen die Deichkonstruktion Aus Gleichung 1 folgt dass die Deichkonstruktion inklusive des Setzsteins neben den Seegangsparametern entscheidenden Einfluss auf die Gr e der w
217. numerical simulations of existing or planed hydraulic structures to investigate and optimize them is state of the art Often such numerical flow simumlations will not be used alone but compared and calibrated parallel to physical model tests If sediment transport is also to be examined there is no way past physical model tests Two dimensional simulations of flow conditions or sediment transport are not reliable in the case of transversal hydraulic structures The results of a physical model test and three dimensional numerical simulations considering sediment transport are compared 19 3 Einleitung Die numerische Str mungssimulationssoftware FLOW 3D wird im Wasserbau f r die dreidimensionale numerische Str mungsberechnung verwendet In der vorliegenden und verwendeten Version 9 4 1 ist ein neues Geschiebetransportmodell implementiert Im Rahmen einer am Arbeitsbereich Wasserbau der Universit t Innsbruck durchgef hr ten Diplomarbeit von Roland Covini Covini 2010 wurde dieses anhand eines Ver gleichs mit den Ergebnissen eines physikalischen Modellversuchs berpr ft Im Fol 116 3D numerische Berechnung des Geschiebetransports genden wird der physikalische Modellversuch die Parameter der numerischen Berech nung und die Ergebnisse der Simulation vorgestellt 19 4 Versuchsbeschreibung Eine am fruheren Institut fur Wasserbau und jetzigen Arbeitsbereich Wasserbau der Universitat Innsbruck durchgefuhrte Diplomarbeit von Andreas Dengg
218. o be managed as well as the forces from container rail cranes on the quay traffic area will be transferred to the underground Because of these stresses on quay wall structures they have to be monitored and controlled especially if they were not de signed for those needs So in this diploma thesis it will be shown the beginning and first steps to develop the foundation of a life cycle management system on the basis of monitoring reports and damages of quay structures 146 Konzeptionelle Entwicklung von Ansatzen fur ein Lebensdauermanagement 23 3 Grundlagen pradiktiver Lebensdauermanagementsystem Der Bestand an Infrastrukturen wird zunehmend alter und gleichzeitig werden die zur Verfugung stehenden Haushaltsmittel fur Unterhaltung und Neubau immer knapper In Anbetracht dessen wird mit neuen Monitoring und Unterhaltungsverfahren sowie mit neuen Bemessungsansatzen versucht eine optimierte Instandhaltungs und Instand setzungsplanung von Infrastrukturen zu schaffen und Neubauten von Grund auf wirt schaftlicher zu gestalten um mit den vorhandenen Ressourcen bestm gliche Zust nde der Bauwerke gew hrleisten zu k nnen Seit einiger Zeit werden Bauwerks Management Systeme bzw Lebensdauermanage mentsysteme entwickelt um aus den Ergebnissen kontinuierlicher Pr fungen und berwachungen Zustandsbewertungen des jeweiligen Bauwerks ermitteln sowie Le bensdauerprognosen aufzustellen zu k nnen Aus diesen Ergebnissen heraus sollen optimale Eing
219. of the model while it is fixed in the intake building area and in the floodway The flood wave of August 2005 is scaled in the model by six different flow steps from Q 27 m s ex tended to HQ399 640 m s see Abb 10 2 Some bed load samples were taken in the Bregenzer River to study the grading curve and to create it in model scale For 2007 2008 a unique bed load mixture was used for the all the different flow steps instead of two different mixtures used in 2009 In 2009 the influence of the floating sol ids was also investigated The bed load quantities as well as the floating solids are calculated with different formulas related to the different discharges MODELL Modell Gerglirie bis HO TUR MODELL Abfluss er Abfluss NER min kgls kg Abfiussereignis INES LE Jttnung der Schwe sehr Abb 10 2 Investigation steps of the flood wave 10 4 1 Investigation procedure The analysis methods are different relating to the main scope of every investigation step In 2007 a raster method was used changing the height of the floodway dam due to the main scope to reduce the material deposit The elevation of the river bed before and after the flood wave was measured to obtain the total volume of the material de posit In 2008 the scope was to investigate some different hydraulic solutions to avoid the material deposit For this reason in the beginning phase every single new solution was te
220. ollte die charakteristische Korngrofe nicht kleiner als 14 mm in der Oberschicht sein Dieses Kriterium konnte durch das Hochwasser am Sp l wiederhergestellt werden Der Sortie rungskoeffizient fur naturliche Laichgruben sollte im Bereich 3 5 liegen Am Spol zeigen beide Sedimentschichten einen geringeren Wert was auf eine unzureichende Sedi mentmischung hindeutet Der minimale Fredle Index betr gt 3 5 f r eine erfolgreiche Reproduktion Die berechneten Werte fur den Spol zeigen den positiven Effekt des Hochwassers Fur beide Sedimentschichten konnte diesbezugliche eine Verbesserung erreicht werden Fur die Oberschicht ergaben die Messungen einen Anstieg von 3 4 auf 6 6 und fur die Unterschicht einen Anstieg von 2 7 auf 5 7 Bez glich dem Gehalt an Feinsedimenten gibt Soulsby et al 2001 einen f r die Reproduktion vertr glichen Gehalt von 15 an Beide Sedimentschichten am Sp l zeigen eine massive Reduzie rung des Feinsedimentsgehalts nach dem Hochwasser was ebenfalls auf die Ausspu lung von Feinsedimenten hindeutet Die Ergebnisse der biologischen Interpretation zeigen die ver nderten Substratbedingungen W hrend die charakteristische Korngr e und der Sortierungskoeffizient nicht im optimalen Wertebereich fur eine erfolgreiche Reproduktion liegen zeigen der Fredle Index und die Reduzierung des Feinsediment gehalts deutlich die positiven Ver nderungen durch das k nstliche Hochwasser Des Weiteren wird deutlich dass die Betrachtung
221. omponent Flow through Porous Media 2005 ISBN 3 933761 35 2 Jacoub George Development of a 2 D Numerical Module for Particulate Con taminant Transport in Flood Retention Reservoirs and Impounded Rivers 2004 ISBN 3 933761 36 0 Nowak Wolfgang Geostatistical Methods for the Identification of Flow and Trans port Parameters in the Subsurface 2005 ISBN 3 933761 37 9 Suk Mia Analysis of the influence of structures and boundaries on flow and transport processes in fractured porous media 2005 ISBN 3 933761 38 7 Jose Surabhin Chackiath Experimental Investigations on Longitudinal Dispersive Mixing in Heterogeneous Aquifers 2005 ISBN 3 933761 39 5 Filiz Fulya Linking Large Scale Meteorological Conditions to Floods in Mesoscale Catchments 2005 ISBN 3 933761 40 9 Verzeichnis der Mitteilungshefte 11 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 191 152 Qin Minghao Wirklichkeitsnahe und recheneffiziente Ermittlung von Temperatur und Spannungen bei gro en RCC Staumauern 2005 ISBN 3 933761 41 7 Kobayashi Kenichiro Optimization Methods for Multiphase Systems in the Sub surface Application to Methane Migration in Coal Mining Areas 2005 ISBN 3 933761 42 5 Rahman Md Arifur Experimental Investigations on Transverse Dispersive Mixing in Heterogeneous Porous Media 2005 ISBN 3 933761 43 3 Schrenk Volker Okobilanzen zur Bewertung von AltlastensanierungsmaBnahmen 2005
222. on der Passpunkte den im Photo sichtbaren Passpunkten zugewiesen Zur Entzerrung der Kameraverzeichnung wurde anschlie end die Eich Datei der Laborkamera verwendet Nach erfolgter Entzerrung wurden die Photos als jpg abgespeichert und anschlie end in Adobe Photoshop geladen In Photoshop wurde den entzerrten Photos der Originalma stab des Bildausschnitts im Modellver such zugewiesen d h 1 2 m mal 0 9 m Im Originalma stab war es nun m glich die exakten Ausmessungen von Versuchsdetails zu ermitteln indem der Messwert mit dem Ma stabsfaktor 1 15 multipliziert wurde 29 4 4 Messungen Die eigentlichen Messungen innerhalb der Photos wurden in Adobe Acrobat ausge f hrt Acrobat besitzt ein Skalierungswerkzeug mit dem die Details komfortabel aus gemessen werden konnten Abb 29 4 Der Vorteil dieser Methode ist dass die Mes sungen sp ter als pdf abgespeichert werden k nnen und somit jederzeit nachzuvoll ziehen sind Referenzmessungen im Modellversuch ergaben dass die Messgenauig keit im Photo im sub Millimeterbereich liegt 192 Messen aus Photos im wasserbaulichen Versuchswesen mit der Software Monobild Abb 29 4 Messungen von Sedimentanlandungen im entzerrten Photo mit Acrobat 29 5 Fazit Mononbild ist eine einfach zu bedienende und relativ kosteng nstige Software um ge ometrische und kameraspezifische Abbildungsfehler zu korrigieren und Messungen im Photo durchzuf hren In wasserbaulichen Versuchen erm
223. onale Berechnungen erfolgen Rund die Halfte der deutschen Schwergewichtsmauern besitzen eine gebogene Mau erkrone Durch die Kr mmung treten auf der Luftseite geringf gig gr ere Druckspan nungen auf Erst ab einem a kleiner als 4 0 und einem gr er als 1 2 wird dar ber hinaus der Sohldruck auf der Luftseite reduziert Die trifft lediglich auf 10 der ge kr mmten deutschen Schwergewichtsmauern zu 5 7 Literatur T Gebler S Wieprecht W Marx Arch Effect of Curved Gravity Dams ICOLD 78th International Congress on Large Dams Hanoi 2010 33 Wolfgang Dobler et al 6 Hydraulische Untersuchungen an einem Bifurkator Wolfgang Dobler Helmut Knoblauch und Gerald Zenz Institut f r Wasserbau und Wasserwirtschaft Technische Universit t Graz 6 1 Kurzfassung Dieser Artikel pr sentiert die Ergebnisse eines hydraulischen Modellversuches der die Str mungssituation eines Bifurkators zum Inhalt hat Der Triebwasserweg inkludiert einen Steigstrang einen 42 Kr mmer den 40 Bifurkator selbst und jeweils einen Konfuser in den abzweigenden sten Im Oberwasser ist eine Beruhigungsstrecke an gebracht um m glichst schnell eine voll entwickelte turbulente Rohrstr mung zu erhal ten Mittels Differenzdruckmessung werden f r mehrere Durchflussaufteilungen die Verluste bestimmt die aufgrund der Stromteilung anfallen Aus den Differenzdruck messungen werden dann weiters die Verlustbeiwerte mit einem Extrapolationsverfah
224. onderer Ber cksichtigung von Kavita tion 1974 R hnisch Arthur Einpre versuche mit Zementm rtel f r Spannbeton Vergleich der Ergebnisse von Modellversuchen mit Ausf hrungen in H llwellrohren 1975 Sonderheft anl lich des 65 Geburtstages von Prof Dr Ing Kurt Petrikat mit Bei tragen von Brombach Hansj rg Erbel Klaus Flinspach Dieter Fischer jr Ri chard Gal Attila Gerlach Reinhard Giesecke J rgen Haberhauer Robert Haf ner Edzard Hausenblas Bernhard Horlacher Hans Burkhard Hutarew Andreas Knoll Manfred Krummet Ralph Marotz G nter Merkle Theodor Miller Chris toph Minor Hans Erwin Neumayer Hans Rao Syamala Rath Paul Rueff Hel ge Ruppert J rgen Schwarz Wolfgang Topal G kceli Mehmet Vollmer Ernst Wang Chung su Weber Hans Georg 1975 Berger Jochum Beitrag zur Berechnung des Spannungszustandes in rotations symmetrisch belasteten Kugelschalen ver nderlicher Wandst rke unter Gas und Fl ssigkeitsdruck durch Integration schwach singul rer Differentialgleichungen 1975 Dirksen Wolfram Berechnung instation rer Abflu vorg nge in gestauten Gerin nen mittels Differenzenverfahren und die Anwendung auf Hochwasserr ckhalte becken 1976 Horlacher Hans Burkhard Berechnung instation rer Temperatur und W rme spannungsfelder in langen mehrschichtigen Hohlzylindern 1976 Hafner Edzard Untersuchung der hydrodynamischen Kr fte auf Bauk rper im Tiefwasserbereich d
225. pe The implementation of the Water Framework Directive forced the EU member states to evaluate the actual status of the national river systems according to the criteria consti tuted by the European Union Most of the member states succeeded in reporting the actual status in time As one of the countries which failed to submit all the necessary information related to the actual status of the river systems Italy has to be mentioned There the new classification scheme in compliance with the WFD definition of the eco logical status has been put into force in 2009 and will be implemented in national law in 2010 In Italy the poor or bad ecological status is mainly determined by biological pa rameters In Greece the ecological status of a large number of rivers 174 out of 379 is still unknown and the pollution and the chemical status of the rivers are the main prob lems At a national level Romania identified as the main problems the pollution with or ganic substances as nutrients and with hazardous substances as well as hydro mor phological alterations Considering the different problems it becomes obvious that each country has to deal with different difficulties In Austria for example the hydro morpho logical conditions are causing great problems BMLF 2005 96 Water and Energy Challenges for the Future 14 7 Conclusions The implementation of the WFD and RES e Directive with their evidently divergent ob jectives is a major tas
226. property contrast on flow and transport in the unsaturated zone 2010 ISBN 978 3 933761 90 3 Li Jing Application of Copulas as a New Geostatistical Tool 2010 ISBN 978 3 933761 91 0 AghaKouchak Amir Simulation of Remotely Sensed Rainfall Fields Using Copu las 2010 ISBN 978 3 933761 92 7 Thapa Pawan Kumar Physically based spatially distributed rainfall runoff model ling for soil erosion estimation 2010 ISBN 978 3 933761 93 4 Wurms Sven Numerische Modellierung der Sedimentationsprozesse in Retenti onsanlagen zur Steuerung von Stoffstromen bei extremen Hochwasserabflusser eignissen 2010 ISBN 978 3 933761 94 1 Merkel Uwe Unsicherheitsanalyse hydraulischer Einwirkungen aut Hochwasser schutzdeiche und Steigerung der Leistungsf higkeit durch adaptive Stromungs modellierung 2010 ISBN 978 3 933761 95 8 Fritz Jochen A Decoupled Model for Compositional Non Isothermal Multiphase Flow in Porous Media and Multiphysics Approaches for Two Phase Flow 2010 ISBN 978 3 933761 96 5 Weber Karolin Hrsg 12 Treffen junger Wissenschaftlerlnnen an Wasserbauin stituten 2010 ISBN 978 3 933761 97 2 Die Mitteilungshefte ab der Nr 134 Jg 2005 stehen als pdf Datei ber die Homepage des Instituts www iws uni stuttgart de zur Verf gung
227. ptbecken str mt Die Absetzvorg nge basieren auf der Schiller Naumann Gleichung die den Wider standskoeffizienten in Abh ngigkeit der Reynoldszahl beschreibt 11 5 2 Vergleich der Resultate aus Numerik und physikalischem Modell Die Versuchszenarien ohne Feststoffzugabe zeigen koh rente Resultate zwischen den beiden Modellen F r den IN Zyklus sagt die Numerik einen stabilen geradlinig ins Be 76 Modellversuche zum Einfluss von Pumpspeichersequenzen auf Stromungsverhaltnisse cken eintretenden Wasserstrahl voraus der im physikalischen Modell ebenso beobach tet werden kann Abb 11 4 Die Wasserentnahme aus dem Hauptbecken verursacht in beiden Modellen ein sehr lokales potentielles Geschwindigkeitsfeld in unmittelbarer N he des Einlaufbauwerks wobei das restliche Wasservolumen quasi stagniert Die Str mungen k nnen in der Versuchsanlage mit Farbstoff oder mit sich in Str mungs richtung orientierenden Nylonf den nachgewiesen werden Exin E peak Vx Ug 1 2 k a EARSM k e Vas aS i H i 1 u Sr EHER 7 eA PEPER N ee x oe ye ate A SOO a aa Eddy Viscosit H X A D KM gp pct Ad Si hee y Viscosity 0 8 7 E y ok ST g ot t Aa Transport Xat L oO I a E ESS 5 i a o Theoretische Werte A b Si a 0 aa nach Jirka 0 3 I s 20 5 I s 40 7 I s 0 9I s x 1 1 I s Ne 0 6 HR T Re 0 4 0 2 4 t min xid a
228. r ee STIER x rx P k pass ae ar gt 7 we ti a 5 ys uk ma r N rina Abb 10 4 Geometry of the intake house at the beginning left and at the end right of the investigation Moreover the bottom of the intake house is re projected with an longitudinal inclination of 5 5 constant width that allow a purge of the sediment material in less than ten minutes model time see Abb 10 5 oe es Abb 10 5 Sediment situation before left and after right the flushing phase 10 minutes in model 10 5 Conclusion First of all is important to remember that also if divided in three main parts the investi gation project on the Bregenzer River needs to be seen as a whole big project to de fend the intake house and the surrounding area A single developed part of the project is not able to assure alone the functionality of the whole system Also the way where and when the different defenses are activated is a very important step for the good operating level of the flood defense 70 Development of a Physical Model for flood defense in the Bregenzer River In the end a continuous control of the sediment level has to be applied to the upstream part of the river to avoid an excessive volume of bed load The sediment check will also help to have a bigger Knowledge about the bed load quantity arriving together with the different discharge levels specific for this area and also to program in advance some preventive f
229. rcy Weisbach 2 D 2g 2 0 log VA gt t ELA Colebrook Reyi 3 71 mit Ah lokale und Reibungs Verlusth he zwischen Querschnitt 1 und 2 Ah gemessene Druckh hendifferenz zwischen Querschnitt 1 und 2 12 Ausgleichsfaktor f r eine ungleichm ige Geschwindigkeitsverteilung im jeweiligen Querschnitt h Reibungs Verlusth he mit A als den Widerstandsbeiwert k Aquivalente Sandrauhigkeit Zur Bestimmung der Reibungs Verlusthohe hf wurden im Bereich der Bifurkation f nf Ersatzzylinder angesetzt und an diesen die jeweiligen Werte bestimmt 38 Hydraulische Untersuchungen an einem Bifurkator Abb 6 4 Definition des lokalen Verlustbeiwertes Clocal 6 8 Extrapolationsverfahren Basierend auf dem Reynold schen Modellgesetz m ssten zum Erreichen natur hnli cher Geschwindigkeiten diese mit der Ma stabszahl hier 8 13 multipliziert werden Da dies im Labor nicht m glich ist wird ein Extrapolationsverfahren angewandt um die lo kalen Verlustbeiwerte in einem der Natur entsprechenden Reynoldszahl Bereich zu erhalten Im Rahmen dieser Untersuchungen wurden die quadratischen Durchfluss mengen in Abh ngigkeit der gemessenen Druckverluste linear extrapoliert Diese Art der Extrapolation wurde der M glichkeit gegen bergestellt die gemessenen Verlust h hen in Abh ngigkeit der Durchflussmengen mit einer Funktion zweiter Ordnung zu extrapolieren Abb 6 5 zeigt ein Beispiel f r die Extrapolation des lokalen Ve
230. rdruck in der Aufstandsflache In Abb 4 1 sind die Potentiallinien unter einer Gewichtsmauer bei einem oberwasser seitigen Einstau von 51 m und einem unterwasserseitigen von 9 m dargestellt Ebenso sind die Porenwasserdr cke entlang der Aufstandsfl che in einem Diagramm aufgetra gen Untersucht wird der Einfluss verschiedener Durchl ssigkeitsverh ltnisse und die ber einstimmung mit Auftriebsverl ufen in g ngigen Regelwerken die als Grundlage f r die Gleitsicherheitsberechnung mittels Starrk rpermethode dienen Generell liegen die vorgeschlagenen Verl ufe des Porenwasserdruckes ber denen der Finite Elemente Berechnung mit funktionierender Drainage Eine genauere Be 21 Rupert Feldbacher trachtung der Gleitsicherheit auch hinsichtlich der Klufte im Felsuntergrund ist in detail lierten Berechnungen vorzunehmen 4 5 Widerlager Die Gleitsicherheit eines Felskeiles im linken Widerlager der Sperre Luzzone Abb 4 2 wird untersucht Neben den statischen sind die dynamischen Einwirkungen aus k nst lich generierten Beschleunigungszeitverl ufen f r alle drei Raumrichtungen eines Erd bebens zu ber cksichtigen Abb 4 2 Luzzone Sperre und Finite Elemente Modell Der Einfluss des Wassers auf die dynamischen Lasten wird mit Hilfe der addierten Massen nach Westergaard simuliert Der Fels ist in der Finite Elemente Berechnung masselos Joint J area A m IN N N PP 0 vi Horizontal plane Jp area Az Abb
231. reifzeitpunkte fur Erhaltungsmalsnahmen inklusive derer Investitionen gefunden werden infolge derer dann langfristig f r die Sicherheit der Bauwerke garan tiert werden kann Infrastrukturen aller Art unterliegen w hrend ihrer Nutzungsdauer Abnutzungserschei nungen Ohne Instandsetzungsma nahmen oder mit nur geringen Unterhaltungsauf wendungen nimmt der Bauwerkszustand sukzessive im Laufe dieser Zeit ab bis eine Abnutzungsgrenze erreicht ist an der eine Instandsetzung oder ein Neubau unab wendbar ist Durch langfristige Investitionsplanungen kann jedoch die Lebensdauer von Bauwerken verl ngert werden In Abb 23 1 sind zwei Instandsetzungsstrategien zur Erhaltung des Bauwerkszustandes dargestellt wobei die mit der Zeit zunehmende Sch digung durch eine parabelf rmige Abtragsfunktion von 2 abgesch tzt wurde Gleichzeitig gilt die Annahme dass die Instandsetzungsma nahmen den Bauwerkszu stand bis fast unter den Ausgangszustand wieder herstellen k nnen 2 Ex r IN Strategie 1 EN lng i Ersatz N Strategie 2 Bauwerkszustand Absolute Schadensgrenze Lebensdauer o Instandhaltung Emeuerung nach x Jahren Instandsetzungsstrategie 1 Zeit t Keine Emeuerung erforderlich Instandsetzungsstrategie 2 Abb 23 1 Lebenszyklus eines Bauwerks mit verschiedenen Instandsetzungsstrategien in Anlehnung an DIN 31051 2 147 Nannina Horstmann Bei der Instandsetzungsstrategie 1 erfolgen die Ma
232. rende Versuchsanstalt vom Auftraggeber freigestellt Dieser Abschnitt der Unterwasserstrecke wird ausschlie lich 3D numerisch behandelt die berechneten Wasserspiegel bilden dann die Unterwasserrrandbedin gung des physikalischen Modellversuchs Dieser Beitrag beschreibt die Vorgehenswei se bei den durchgef hrten numerischen Simulationen 21 2 Abstract Physical hydraulic model tests for the intake of the 114 MW hydropower plant Da gachhu in Bhutan are currently carried out at the Unit for Hydraulic Engineering Uni versity of Innsbruck As results have to be available in six months 3D numerical simu lations with the commercial software FLOW 3D of intake components shall allow for a preliminary optimization to minimize modifications of the hydraulic model One crucial intake component is the stilling basin for which already several geometrical options have been suggested by different consultants Numerical simulations shall help deter mine which stilling basin geometry is best suited to meet the hydraulic requirements while at the same time saving construction costs The design of 120 m river channel downstream of the intake may be determined by Unit of Hydraulic Engineering This river section will be exclusively investigated numerically results will be used as down 134 3D numerische Optimierung von Tosbecken und Unter wasserstrecke stream boundary condition for the physical model test This article describes the strat egy used for t
233. resses during the construction of an arch dam is calculated via a sequentially changing Finite Elements Model 20 Sei mal konstruktiv 4 3 Einleitung Neben den typischen wasserbaulichen Berechungen und Versuchen Rohrhydraulik Sedimenttransport etc ist auch die Standsicherheit der errichteten Bauwerke zu ge wahrleisten Im Nachfolgenden werden vier Beispiele betrachtet die einen Teil der An forderungen an die strukturelle Berechnung von Talsperren widerspiegeln 4 4 Porenwasserdruck Die Position und Funktionstuchtigkeit von Dichtschirm und Drainage haben einen we sentlichen Einfluss auf die Verteilung des Porenwasserdruckes bzw Auftriebes entlang der Aufstandsflache von Talsperren Der Auftrieb vermindert die effektiven Normal spannungen und somit die bertragbare Tangentialkraft die die Gleitsicherheit be stimmt pote tial m r 5 pr 00 x 500 48 00 45 00 42 00 N 39 00 36 00 33 00 pore pressure uplift along dam base p d d N 400 MA 3 k Sees uplift Austrian approach pe A WA re Io DS uplift Burec N ee uplift Corps FERC Oo oe xd N gc 0 01 but no drains EN 888 3888 i I A 7 0 01 dr 100 3 Y d gc a N ee ER ad 300 nn an Base distance i X gcidr10 Grout Curtain drainage uplift kN m 30 i 35 40 45 TE T Abb 4 1 Potentiallinien und Porenwasse
234. rierung im Vorder grund steht wurde zur Vereinfachung ein Piston Type Wellengenerator installiert Er forderte die Durchfuhrung eines Versuches mit allen Vorbereitungen inklusive dem Ent fernen von bis zu 113 kg Granulat aus dem Kanal bisher ca vier Stunden kann ein Versuch nun innerhalb weniger Minuten durchgefuhrt werden Abb 9 2 zeigt den VAW Impulswellenkanal mit Wellengenerator im Betrieb v Abb 9 2 VAW Wellengenerator mit Paddel und Solit rwelle kurz nach Erzeugung sowie kapazitive Wellenpegel 62 Auflaufen von Impulswellen Das mittels zwei pneumatischen Linearantrieben bewegte Paddel des Wellengenera tors kann angesteuert ber eine Sollwertfolge beliebige Bewegungskurven vollziehen Durch die gro e Antriebskraft von jeweils 3000 N bei einem maximalen Betriebsdruck von 6 bar und die hohen aufnehmbaren Momente des Antriebsschlittens ist keine zu satzliche F hrung des Paddels notwendig Mit dieser Anordnung k nnen beliebige Wellentypen bei einer Wassertiefe von bis zu 0 30 m erzeugt werden Die vertikale Wasserspiegelauslenkung entlang des Kanals wird punktweise mit kapa zitiven Wellenpegeln CWG mit einer Frequenz von 300 Hz gemessen Der berstr mungsprozess ber das horizontale Ufer wird ebenso punktweise mit Ultraschall Distanz Sensoren UDS mit 60 Hz aufgenommen Zus tzlich dazu zeichnet eine Par ticle Image Velocimetry PIV Anlage das gesamte Str mungsfeld im Aufnahmebereich von maximal 0 75 m x
235. rlustbeiwertes Cioca f r die Bifurkation in Abh ngigkeit der Reynold schen Zahl Zu erkennen sind der Messbe reich rote Kurve und die daraus extrapolierten Verlustbeiwerte blaue Kurve F r eine symmetrische Beaufschlagung der Bifurkation ergibt sich ein konstanter Verlustbeiwert ab einer Reynoldschen Zahl von ca 1x106 Cigca ist dabei auf den maximalen Verlust beiwert bezogen Datenschutz 39 Wolfgang Dobler et al Zeta Measured Zeta Extrapolated linearly Zeta local 0 2 6 8 Reynolds Number x 10 Abb 6 5 Extrapolation des lokalen Verlustbeiwertes Clocal Abb 6 6 zeigt den Vergleich zwischen der linearen und polynomischen Extrapolati onsmethode Die Verlustbeiwerte sind in Abh ngigkeit von den vier Lastf llen aufge tragen und befinden sich alle im hydraulisch rauen Bereich d h dass sie unabh ngig von den Reynoldszahlen sind Der lokale Verlustbeiwert Cioca ist dabei auf den maxima len Verlustbeiwert bezogen Datenschutz Die gemessenen und damit auch gerechne ten Werte beziehen sich auf die Resultate zwischen den Querschnitten M1 L1 M3 L3 M4 L4 M5 L5 und M6 L6 Im oberen Bild der Abb 6 6 erkennt man eine fast identische Entwicklung der Verlust beiwerte im Unterschied zum unteren Bild Dies ergibt sich daraus da ja die Reibungs verluste h bereits subtrahiert sind und auch keine einflussreichen Sekundarstromun gen im Rohr gegeben sind Im unteren Bild der Abb 6 6 hing
236. rstandsfahigkeit von verzahnten Setzsteindeckwerken gegen Seegangbelastung Delft University of Technology 30 June 1 July 1990 Pilarczyk Krystian W Rotterdam u a Balkema pp 289 326 ISBN 90 6191 127 3 Burger A M Klein Breteler M Banach L u Bezuijen A 1989 Analytical design method for block revetments paper presented at the 21th International Conference on Coastal Engineering Malaga Spain 22 25 June 1988 Burger A M Delft Delft Hydraulics Laboratory Publication Delft Hydraulics Laboratory 402 CUR 1995 Design manual for pitched slope protection Rotterdam u a Balkema ISBN 90 5410 606 9 EAK 2002 Empfehlungen fur die Ausf hrung von Kustenschutzwerken Heide Westholsteinische Verl Anst Boyens F hrb ter A 1966 Der Druckschlag durch Brecher auf Deichb schungen Hannover Franzius Inst F hrb ter A u Sparboom U 1988 Shock Pressure Investigations on Prototype Sea Dykes caused by Breaking Waves Delft Klein Breteler M u Bezuijen A 1992 Simplified design method for block revetments London Telford pp 1 14 ISBN 0 7277 1672 7 Pilarczyk K W 2001 Design of revetments Rijkswaterstaat 1998 Dikes and revetments design maintenance and safety assessment Rotterdam u a Balkema ISBN 90 54 10 455 4 Sch ttrumpf H 2002 Wellen berlaufstr mung Bei Seedeichen Experimentelle Und Theoretische Untersuchungen KFKI Projekt 61 s l Lei
237. rstitial is described by multifaceted interstitial processes ranging from biological and chemical to physical and morphological processes Regard ing the ecological quality of the hyporheic zone the dissolved oxygen concentration plays an important role in defining habitat conditions for aquatic indicator species The oxygen supply rate for hyporheos depends on the gravel matrix of the river bed the 122 Entwicklung eines Ansatzes zur numerischen Simulation von Infiltrationsprozessen available pore space deposition of fines into the gravel matrix but also on the oxygen respiration of sediments organic material and microorganisms The objective is to use highly sophisticated morphological models to simulate the dynamic processes affecting the gravel matrix and the changing interstitial conditions As this is not sufficient to de scribe the ecological quality of the hyporheic zone in terms of habitat preferences the results have to be linked to additional parameters like temperature intragravel flow organic matter consolidation or permeability to meet biological requirements in terms of the oxygen supply rate Therefore a multivariate fuzzy logical approach is applied giv ing an imprecise range of dissolved oxygen as response for a certain combination of interstitial describing parameters and is compared to habitat demands of indicator spe cies As not all occurring interstitial processes can be considered due to their complex ity and more th
238. rteten Geschiebes sind St r k rper im Tosbecken vorerst nicht vorgesehen Aus der Sicht der Kostenersparnis bei Erd und Betonarbeiten k nnen die gr ten Einsparungen durch eine Minimierung der Tosbeckentiefe erzielt werden Das f hrt gleichzeitig zu einer Verringerung der H he der Dammbalken die bei Revision der Tosbecken vorgesehen sind und damit zu Kos tenersparnissen f r den Stahlwasserbau 136 3D numerische Optimierung von Tosbecken und Unter wasserstrecke 21 3 4 Ziel der Untersuchung Ziel der am Arbeitsbereich Wasserbau der Universitat Innsbruck durchgefuhrten nume rischen Berechnungen ist es die Tosbeckengeometrie fur den physikalischen Modell versuch zu optimieren und gleichzeitig den Einfluss verschiedener geometrischer Pa rameter zu uberprufen Spater soll mithilfe des physikalischen Modellversuchs die Aus sagekraft der 3D numerischen Simulation uberpruft werden 21 4 Methodik Um einen ersten Eindruck uber die Einflusse der Tosbeckengeometrie zu gewinnen werden zahlreiche Geometrievarianten zweidimensional mit FLOW 3D gerechnet Tat s chlich treten durch die Aufweitung des Tosbeckens sowie bei unsymmetrischer Be aufschlagung der Wehroffnungen dreidimensionale Stromungszustande auf Als erste Ann herung wird allerdings angenommen dass der Einfluss auf die Tosbeckengeo metrie gering ist da die Aufweitung in einem flachen Winkel und auf das ca 1 5 fache der Schussrinnenbreite erfolgt Als Lastfall wird hier der
239. rtierungsprozesse in den einzelnen Sedimentschichten von Bedeutung Abb 20 4 zeigt die Siebergebnisse einer Sedi mentprobe vor und nach dem k nstlichen Hochwasser Ober und Unterschicht 128 Entwicklung eines Ansatzes zur numerischen Simulation von Infiltrationsprozessen 100 e a a U 1 U EEE 90 Upper Layer Before Flood 80 Upper Layer After Flood o z 70 60 E 50 o 40 A 30 20 10 0 0 001 0 010 0 100 1 000 10 000 100 000 100 POT TT TTT PT TT TTT I 90 Lower Layer Before Flood 80 Lower Layer After Flood T 70 60 50 S 5 40 A 30 20 10 LA 0 0 001 0 010 0 100 1 000 10 000 100 000 Grain Size mm Abb 20 4 Siebergebnisse vor und nach dem k nstlichen Hochwasser Ober und Unterschicht In der Oberschicht 10cm ist aus Abb 20 4 zu entnehmen dass sich die Korngr e uber den gesamten Korngr enbereich vergr bert hat w hrend in der Unterschicht ma geblich die Bereiche zwischen 0 5 mm und 5 0 mm durch das Hochwasser mobili siert wurden F r Korngr en gt 20 mm war die Verteilung vor dem Hochwasser aller dings gr ber Basierend auf den Messergebnissen wurden der charakteristische Korn durchmesser nach Meyer Peter Muller 1948 der Sor
240. rts optimiert Das nun optimierte Konzept wird weiteren Untersuchungen 179 Barbara Brinkmeier unterzogen die sowohl im Modellversuch als auch mit numerischen Simulationen die Turbinenanstromung testen 27 7 Literatur ATV DVWK 2003 Arbeitsbericht Feststofftransportmodelle f r Flie gew sser Deutsche Vereinigung f r Wasserwirtschaft Abwasser und Abfall e V Hennef Poyry Energy 2009 Endbericht Machbarkeitsstudie Energiewirtschaftliche Nutzung Tittmoninger Becken Grenzkraftwerke GmbH unver ffentlicht Quei er J Seidel F Bernhart H 2006 Neubau des Kraftwerkes Albbruck Dogern Durchf hrung physikalischer Modellversuche Wasserwirtschaft 09 2006 96 Jahrgang S 14 19 Rouve G 1958 Der Krafthaustrennpfeiler Str mungsverh ltnisse an gekr mmten W nden 145 Arbeit aus dem Theodor Rehbock Flussbaulaboratorium Technische Hochschule Karlsruhe Scheuerlein H 1984 Die Wasserentnahme aus geschiebef hrenden Fl ssen Ernst amp Sohn Verlag f r Architektur und Technische Wissenschaften Berlin 180 Optimierung von Einlaufbauwerken und Einrichtungen zur Spulung von Sedimenten 28 Optimierung von Einlaufbauwerken und Einrichtungen zur Spulung von Sedimenten anhand physikalischer Modellver suche Vergleich zweier Fallstudien Blandine Feneuil und Rumiana Engel Ecole des Ponts ParisTech Paris 2 Institut f r Infrastruktur Arbeitsbereich Wasserbau Universit t Innsbruck 28 1 Kurz
241. rtschaft der Universitat Stuttgart organisiert Die Tagung vermittelt einen guten Einblick in die Forschungsarbeiten junger Wissen schaftler und Wissenschaftlerinnen im T tigkeitsbereich Wasserbau vornehmlich im deutschsprachigen Raum Die Themenvielfalt dieses Tagungsbandes zeigt das breite Aufgabenspektrum der forschenden Wissenschaftler und spiegelt einmal mehr die Ak tualitat des Wasserbaus wieder Inhaltlich reichen die Beitr ge von numerischen und physikalischen Modellierungen bis hin zu energiewirtschaftlichen verkehrstechnischen und kologischen Untersuchungen Gerade die bei den JuWi Treffen stets vorhandene ungezwungene Atmosph re unter Gleichgesinnten eignet sich nicht nur hervorragend zur Pr sentation der eigenen T tigkeiten sondern bietet vor allem die M glichkeit in vertieften Gespr chen Anregun gen und Hilfestellungen sowohl f r weitere Projekte als auch f r die Promotion zu er langen Neben der Tagung selbst befinden sich ein kulturelles Rahmenprogramm und eine gemeinsame Exkursion auf der Agenda des diesj hrigen Juwi Treffens Diese f hrt uns zur Staustuffe Iffezheim und zur Wehranlage Wieblingen welche sich momentan im Sanierungszustand befindet Wir m chten uns ganz herzlich bei den Referenten f r die hervorragenden Beitr ge in diesem Tagungsband bedanken Des Weiteren gilt unser Dank den Institutmitarbeitern und Hiwis die bei der Organisation mitgewirkt haben und f r den reibungslosen Ablauf der
242. s Zusammenspiel der Auftriebskraft F der Reibungskraft Fr und der Gewichtskraft Fg ber die Sicherheit gegen Auftrieb des Setzsteindeckwerks entscheidet Eine M glichkeit die Widerstandsf higkeit zu erh hen liegt in der Steigerung der Ge wichtskraft des Setzsteins durch die Erh hung der Steindicke Durch den erh hten Ma 89 Fabian Gier terialeinsatz und den dementsprechenden Mehrkosten ist dieser Weg jedoch nur be schrankt zu empfehlen Des Weiteren kann die Stabilitat des Setzsteindeckwerks er hoht werden indem die Auftriebskraft reduziert wird Diese Reduktion kann durch den Einbau eines grobk rnigen Filters oder durch eine Vergr erung des Fugenabstands erreicht werden Durch die verbesserte Durchl ssigkeit k nnen aufkommende Druck unterschiede schneller ausgeglichen werden Die Vergr erung des Fugenabstands hat jedoch zur Folge dass die Reibungskraft die der Auftriebskraft entgegen wirkt re duziert wird Setzsteine mit einer Verzahnung erh hen die Reibungskraft zwischen den Steinen bei gleichbleibenden Materialeinsatz ohne jedoch die Durchl ssigkeit zu mindern Durch eine Verzahnung kann daher eine Optimierung der Widerstandsf higkeit von Setz steindeckwerken gegen Auftrieb erreicht werden 13 6 Zusammenfassung und Ausblick Setzsteindeckwerke sind vornehmlich gef hrdet durch Wellenangriff und Druckschlag belastung In der Literatur finden sich Bemessungsregeln zur Bestimmung der Belas tung infolge von We
243. s tzliche Behandlung weiter ausgeglichen wird ist diese Annahme zul ssig 2 4 2 Modellannahmen f r die 2D Berechnung Die im Folgenden beschriebenen Modellannahmen sind Grundlage der Sensitivit ts analyse und der 2D numerischen Berechnungen e Das unstrukturierte Berechnungsnetz besteht ausschlie lich aus der Sohle des UW Kanals Die W nde wurden als sogenannte geschlossene R nder modelliert Die Str mung kann so nur parallel zum Rand erfolgen Die tangentiale Spannung wird in HYDRO_AS 2D nicht ber cksichtigt was der sog slip velocity Randbedingung entspricht e Die Wasserzugabe erfolge ber sogenannte Zulauf Nodestrings gleichm ig verteilt unter Vorgabe von Wassermenge und Flie richtung Da sich die Str mung erst ber einige Zellen hinweg ausbilden muss sind die Berechnungsergebnisse in der N he des Zulaufrandes unrealistisch e Die K hlelemente im UW Kanal wurden nicht ber cksichtigt e Die Abdeckung des Kanals wurde im Rechenmodell durch die Definition einer Konstruktionsunterkante KUK je Knoten ber cksichtigt ab der die Str mung unter Druck ger t Robert Klar und Roman Gabl e Die Rauheit des UW Kanals wurde in HYDRO_AS 2D durch die Vorgabe eines Strickler Beiwertes kSt je Element vorgegeben und fur das gesamte Berechnungsnetz konstant gesetzt e Die Viskositat wird in HYDRO_AS 2D mit einer Kombination aus einem empirischen Ansatz und einem uber das Element konstanten Wert berechnet Der konstante Vis
244. s J rg Erdwiderstandsbeiwerte nach dem Ohde Variationsverfahren 1972 Minor Hans Erwin Beitrag zur Bestimmung der Schwingungsanfachungs funktionen berstr mter Stauklappen 1972 vor on Brombach Hansj rg Untersuchung str mungsmechanischer Elemente Fluidik und die M glichkeit der Anwendung von Wirbelkammerelementen im Wasserbau Wildenhahn Eberhard Beitrag zur Berechnung von Horizontalfilterbrunnen 1972 Steinlein Helmut Die Eliminierung der Schwebstoffe aus Flu wasser zum Zweck der unterirdischen Wasserspeicherung gezeigt am Beispiel der Iller 1972 Holthoff Franz Josef Die berwindung gro er Hubh hen in der Binnenschiffahrt durch Schwimmerhebewerke 1973 R der Karl Einwirkungen aus Baugrundbewegungen auf trog und kastenformige Konstruktionen des Wasser und Tunnelbaues 1973 Kretschmer Heinz Die Bemessung von Bogenstaumauern in Abh ngigkeit von der Talform 1973 Honekamp Hermann Beitrag zur Berechnung der Montage von Unterwasserpipe lines 1973 Giesecke J rgen Die Wirbelkammertriode als neuartiges Steuerorgan im Was serbau und Brombach Hansj rg Entwicklung Bauformen Wirkungsweise und Steuereigenschaften von Wirbelkammerverst rkern 1974 33 34 35 36 3 38 39 40 41 42 43 44 45 Institut fur Wasserbau Universitat Stuttgart IWS Rueff Helge Untersuchung der schwingungserregenden Kr fte an zwei hinterein ander angeordneten Tiefsch tzen unter bes
245. sa yr CHOTA TFT GC 9 t GA mat_axis 180 70266 4 20532 58 D D R D gt gt oO gt gt A a a a S 2 E E ae eS ee ee ee ee Abb 4 4 Ausschnitt aus Eingabe und Ausgabe im xls sheet Die Koordinaten der Maueroberfl chen werden ausgelesen oder direkt mittels entspre chendem Skript berechnet und zu einem Volumenmodell verbunden 23 Rupert Feldbacher Die Einbindung in den Untergrund wird bei Vorhandensein der Topografie im Finite Elemente Modell berpr ft und die Berechnung aufgesetzt In Abb 4 5 sind die maxi malen Hauptspannungen an der Unterwasserseite der Mauer dargestellt Durch die Formoptimierung werden diese reduziert und Betonvolumen eingespart M Sy A Wy ZI yf S SIR WINK N N Zr wa VAN Z 2 v a Dg AVA 7 S Max Principal Avg 75 vg ER gt S2 DS N A aa x It malay ZA a R He DER SQ VA VW NS NZ N PA T AN Z lt Y EZI DIK HTN IN AS RNR FT a NEIN yy AN AA R SSS N RL gt SS gt zi DUDES Cd VV LK M y N gt N V DONS AA ii NE VW gt N Z 2 7 Z A 7 a al WV zz AA at 5 ait J l2 IE RN ys Abb 4 5
246. schung gew hrleistet wird 11 4 4 Parametervariationen Die hin und her gepumpte Wassermenge variiert im Modell zwischen 0 3 und 1 1 l s wobei insgesamt f nf verschiedene Abfl sse getestet werden Das Niveau des Ein Auslaufs kann auf drei H hen 0 25 0 5 oder 0 75 m ber dem Beh lterboden einge baut werden Drei unterschiedliche initiale Sedimentkonzentration von 0 3 0 8 und 1 5 g l in den Becken erlauben den Einfluss des Feinstoffs zu evaluieren Schlussend lich bleibt festzulegen wie lange die jeweiligen IN OUT Sequenzen zu dauern haben In den nachfolgend beschriebenen Vorversuchen wurde zu diesem Zweck die Zeit de finiert die ben tigt wird um ein station res Geschwindigkeitsfeld im Hauptbecken zu erreichen 11 5 Resultate der Vorversuche 11 5 1 Numerische Simulationen Die numerischen Simulationen wurden mit der ANSYS Software durchgef hrt wobei das Modell das Hauptbecken mitsamt Ein Auslaufbauwerk und starrem Zuflussrohr 75 Michael Muller et al abbildet Die rein hydraulischen Simulationen dienten zur Definition der im Labor an Zuwendenden Zyklendauer und zum Vergleich verschiedener Turbulenzmodelle Exin E peak Vx U 1 2 vn k a EARSM k e Eddy Viscosity Transport o Theoretische Werte nach Jirka a 0 10 20 30 40 50 b 0 5 10 15 20 25 Abb 11 3 a Zeitliche Entwicklung von Exin Epeak IN Zyklus b Axialgeschwindigkeit des einstromende
247. setzung der Erhaltung des Flie gew ssercharakters der Gew sserstrecke 27 4 Konzept Ausgehend von einer aufgel sten Sohlrampe wie sie bereits im Freilassinger Becken umgesetzt wurde wird das Bauwerk um einen Kraftwerksteil erweitert Das Krafthaus wird im Au enbogen des pendelnden Flussschlauches angeordnet Abb 27 1 x k E k PA N Tu emis 4 aie u F so 7 mL A nr 20 5 bes ih a y TA A a SRE Gan Abb 27 1 Schema des Flie amp gewasserkraftwerkes im Grundriss Poyry 2009 Nach eingehender Prufung unterschiedlicher Maschinentypen Rohrturbinen Dive Turbinen Very Low Head VLH Turbinen und Kompaktturbinen erwies sich die Kom paktturbine des Bautyps Hydromatrix fur die gegebenen Rahmenbedingungen als be sonders geeignet Die Grundidee von Kompaktturbinen besteht in der Verwendung vie ler kleiner baugleicher unregulierter Turbinen Generator Einheiten bei denen die Durchflussregelung durch Zu und Abschalten einzelner Turbineneinheiten erfolgt Der Geschiebeanfall an der Unteren Salzach sowie die gro e Kraftwerksbreite machen die Anordnung von Geschiebekan len im Kraftwerksbereich notwendig Dazu werden zwischen den Turbinenbl cken Geschiebekanale situiert die in den Kraftwerksnahbe reich eingesp lte Feststoffe durch das Bauwerk schleusen Die zur Verf gung stehen den Fallh hen bewegen sich im Bereich von 2 5 m und 3 5 m Unter Annahme eines Ausbauabfluss von 200 m s bei 20 M
248. siert Weitere Ergebnisse ergaben sich aus den durchgef hrten Particel Image Velocimetry Messungen die in drei Querschnitten durchgef hrt wurden Basierend auf diesen Messungen konnte der Wert f r die absolute hydraulische Rauheit und Ge schwindigkeitsh henausgleichswerte f r die Bereiche ober und unterhalb der Bifurka tion bestimmt werden 6 12 Literatur Kinne L 1931 Beitrag zur Kenntnis der hydraulischen Verluste in Abzweigst cken Mitteilung des Hydr Institutes der TH M nchen 4 McNown J S 1954 Meachanics of manifold flow American society of civil engineers 119 1103 Miller D 1990 Internal Flow System 2 ed pp 1 396 Cranfield Bedford MK43 OA UK BHRA Information Services Petermann F 1929 Der Verlust in schiefwinkligen Rohrverzweigungen Mitteilung des Hydr Institutes der TH M nchen 3 44 Hydraulische Untersuchungen an einem Bifurkator Prei ler G amp Bollrich G 1985 Technische Hydromechanik W M ller 2 ed pp 1 549 Berlin VEB Verlag fur Bauwesen Vogel 1926 Untersuchung ber den Verlust in rechtwinkligen Rohrverzweigungen Mitteilung des Hydr Institutes der TH M nchen 1 75 90 von K rm n T 1930 Mechanische hnlichkeit und Turbulenz Third Int Congr Applied Mechanics Stockholm 85 105 45 Andreas Sendlhofer und Bernhard Gems 7 berpr fung der Verklausungssicherheit von Br cken an hand eines physikalischen Modells Andreas Send
249. sser in der Oberkammer zur ckhalten und somit die Dynamik schnellstm glich bremsen Seeber 1970 Um m glichst nahe an die Idealvorstellung heranzukommen und damit die Vo lumina im Wasserschloss zu minimieren ist eine entsprechende Optimierung der Dros sel entscheiden 3 3 2 Untersuchte Kraftwerke Im Rahmen der Diplomarbeit von Wolfgang Richter Richter 2010 wurden die Str mungssimulationen an den Drosselorganen der Wasserschl sser im Kraftwerk KW Sellrain Silz KW Strassen Amlach sowie im KW Kaunertal untersucht S mtliche An lagen befinden sich in Besitz der Tiroler Wasserkraft AG TIWAG Diese Kraftwerke wurden ausgesucht da entsprechende physikalische Modelluntersuchungen vorliegen siehe Tab 3 1 Die notwendigen 3D Modelle f r die Simulationen wurden anhand von Bestandspl nen der ausgef hrten Drosseln mit dem CAD Programm Rhinoceros er stellt und in ANSYS importiert Eine beispielhafte Auswertung und das dazugeh rige 3D Modell ist in Abb 3 1 ersichtlich 3 3 3 Numerische Berechnungen Fur die 3D numerische Berechnung mit der Software ANSYS CFX Version 11 wurde das zu simulierende Fluid als inkompressibel angenommen und die Erdbeschleunigung vernachl ssigt F r die Bestimmung des Verlustbeiwertes der R ckstromdrosseln wur de das zus tzlich Bel ftungsrohr der Unterkammer im Wasserschloss des KW Sellrain Silz und KW Kaunertal vernachl ssigt Dies wurde bei den physikalischen Versuchen welche die TIWAG f r dies
250. ssung von 1 1 A X U 3 dabei ist L nxn Einheitsmatrix 111 Eva Fenrich n nxn Systemmatrix aus Transformationskoeffizienten Xn Vektor von Systemvariablen U Vektor externer Endverbraucher Indikatoren Die verwendeten Transformationskoeffizienten aij basieren auf physikalischen kologi schen oder konomischen Zusammenh ngen kologische sowie konomische An spr che werden als Endverbraucherindikator Ui z B Habitatanspr che Energiepro duktion festgelegt Beispiele f r Systemvariablen Xn sind Fl che Stauraum etc Die Berechnung der Systemgr en kann iterativ erfolgen s Abb 18 2 Qualitative Input Output Modelle bleiben f r unterschiedliche Projektvarianten gleich jedoch ver ndern sich f r unterschiedliche Projektgr en die Systemvariablen und Transformationskoeffizienten da diese h ufig nur einen begrenzten Gultigkeitsbereich haben Dies ist insbesondere dann der Fall wenn die Transformationskoeffizienten durch Linearisierung nichtlinearer Zusammenh nge gebildet werden Festlegen der Endverbraucher Anspr che Berechnung der ben tigten Inputs Sind die Ressoucen Pr verf abar Ber M gliches Szenario EIER Anpassung des Anforderungsprofils und der Transformationen wo n tig Abb 18 2 Ablauf einer Input Output Modellierung 18 4 Ein qualitatives Input Output Modell fur den Severn Estuary Um ein qualitatives Modell fur den Severn aufzustellen wurden zunachst die relev
251. sted with a shorter flood wave The best solution was decided after the compari son of photos from before and after the flood Together with the photos the water level Formula from Mayer Peter Muller Formula from Dieter Rickenmann 1997 Schwemmholz und Hochwasser Diagramm from Bernhard Gems Endbericht Hydraulishcer Modellversuch Umbau Wehr Bezau Phase 1 68 Development of a Physical Model for flood defense in the Bregenzer River in different points along the river was measured In 2009 the main scope was to de velop the intake building and if possible to simplify it maintaining the same operation grade Following the new aim a fixed camera was installed over the intake building to film the different moments of the operating and flushing phases Before during and af ter the flood wave the quantity of bed load and floating material were weighted With the help of special software it was also possible to compare the length and the width of the material deposit taking measures direct from the photos see Mett 2010 10 4 2 Final solution for the upstream part of the river After the investigations in 2007 and 2008 the shape of the upstream part of the river was decided The control of the water flood is realized by an inflatable weir with a length of 105 meter and a net height of 2 meter see Abb 10 3 Abb 10 3 Situation of the inflatable weir before left and after right the flood wave A
252. t e Fahrgastschifffahrt m glich Er Vermarktungsm glichkeit e reduzierte Variante e Energieaufwand des Betriebs e Leistungsfahigkeit operationelle Kriterien umweltbezogene Kriterien e Zufahrt e Aufbauh he Betriebssicherheit Landschaftsverbrauch Aus der vergleichenden Bewertung der L sungen qualifizierten sich die Varianten 1c 2c 3b 4 und 5 fur eine detailliertere Betrachtung 22 6 2 Zweite Bewertungsebene konkrete Berechnungen Neben der erh hten Unfallgefahr und einem hohen Bedarf an Verkehrsregelung bei der Einbindung des Lober Leine Kanals in Variante 2c ergeben sich auch Probleme durch Sedimentation innerhalb des Kreuzungskanals und eine Beschr nkung durch die ma ximal zul ssige Querstr mung auf die kreuzenden Schiffe Die Berechnung ergab dass der zul ssige Grenzwert der Querstr mung von 0 3 m s Kuhn 1985 bereits bei einem Abfluss von 0 48 m s im Lober Leine Kanal erreicht wird Die Kenntnis von MNQ 0 36 m s verwies auf eine zeitlich sehr stark eingeschr nkte Nutzung der An lage Die Querstr mung wurde zum Ausschlusskriterium f r die Variante 2c Ausgehend von Berechnungsans tzen aus Partenscky 1986a Partenscky 1986b und Herstellerangaben der Anlage aus Variante 5 wurde die Leistungsf higkeit jeder Variante bestimmt Als Referenzwerte lagen Zielwerte aus der Studie DWI 2007 vor die in zwei Szenarien a und b eine Variation der noch zu bauenden Liegepl tze sowie die Benutzungsbereitschaf
253. t etwa 62 km und liegt im Norden Leip zigs nahe der Grenze zwischen Sachsen und Sachsen Anhalt Im Zuge der Wieder nutzbarmachung der vom Bergbau zu gro en Teilen zerst rten Region Goitzsche ent stand ein Tourismusgebiet welches haupts chlich durch Tagesausfl gler Kurzurlau ber und Wassersportler frequentiert wird Derzeit ist der Gro e Goitzschesee mit 14 7 km Wasserfl che der zweitgr te k nstliche See Deutschlands Das Gebiet mit dem h chsten Potential an G sten f r die Region Goitzsche berschneidet sich jedoch mit dem Einzugsgebiet weiterer neu entstehender Erholungs und Wassersportzentren in ehemaligen Tagebauen sodass ein hoher Wettbewerbsdruck herrscht Unter diesem Aspekt soll die f r den Wassersport zur Verf gung stehende Wasserfl che durch eine schiffbare Verbindung mit dem Seelhausener See auf eine Gesamtfl che von knapp 21 km vergr ert werden Als Alleinstellungsmerkmal und zus tzliche Attraktion be steht weiterhin der Wunsch durch ein spektakul res technisches Bauwerk Folgeein richtungen und weitere Einnahmemoglichkeiten hervorzurufen DWI 2007 4 f eN _ Kartographischer Werbedienst Stefan Waldenburger ch am D a Fal iiicedortiiinn s i T Wee Art Er oe SRE Gud A aa SA 5 Abb 22 1 Ausschnitt der Karte Landkreis Nordsachsen 22 4 Randbedingungen Nach vorangegangener ausgiebiger Diskussion innerhalb der Region wurde letztlich fur den Gro en Goitzschesee eine Hohe des Wasserspiegels von 75 m
254. t je nach Kostenpflicht bei Benutzung der Anlage ber ck sichtigt 143 Sophia Stoebenau 260 210 160 156 132 7 IE s a ee ee eee Variante 1c Variante 3b Variante 4 Variante 5 x4 Abb 22 3 Leistungsfahigkeit der Varianten 1c 3b 4 und 5 4x geschleuste Schiffe pro Betriebstag Die Ergebnisse der Analyse Abb 22 3 zeigten dass keine der Varianten die Maximal forderung an die Leistungsf higkeit erf llen konnte Die Leistungsf higkeit wurde zum Ausschlusskriterium f r die Variante 1c Die Variante 5 wurde vierfach eingerechnet da sie besonders kosteng nstig ist und hier eine gestaffelte Nutzung mehrerer Anlagen ber cksichtigt wurde Variante 3b und 4 wiesen die h chste Leistungsf higkeit auf Eine Absch tzung der Baukosten konnte im Rahmen der Diplomarbeit nur grob vorge nommen werden da die Datengrundlage zu hydrologischen und bodenkundlichen Kennwerten l ckenhaft war und die Planungen lediglich in der Detailtiefe einer Kon zeptplanung durchgef hrt wurden Eine Nutzen Kosten Analyse zur Entscheidung zwi schen den Varianten 3b 4 und 5 wurde empfohlen 22 7 Zusammenfassung F r die schiffbare Gew sserverbindung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche wur den zw lf L sungsvarianten ermittelt und vergleichend durch funktionale monet re operationelle und umweltbezogene Kriterien bewertet In einer vertieften Untersuchung wurden f nf L sungen detailliert betrachtet woraus drei
255. teidigungsweg seitengraben Mittel A Pa N wasserstand 1 Wasserseitige Berme Landseitige Berme Ny x Deichhinterland y MW Ge ee a ae ee ee ee men ES oe E ei ES fee E fe R ee he i os a Be Flussbett Se Deichvorland Deichuntergrund _ Deichschutzstreifen Deichlager Deichschutzstreifen Abb 25 1 Regelprofil eines Flussdeichs DIN 19712 1997 Die Deichflanken werden in der Regel mit einem Rasendeckwerk gegen Erosion durch Regenwasser geschutzt Fur die Belastung die wahrend einer Deichuberstromung auf tritt ist diese Form der Oberflachensicherung nicht ausreichen Bei einer Rauhigkeit der Grasb schung von k 50 m s Hewlett 1987 einer B schungsneigung von 1 2 5 und einer berstr mungsh he auf der Deichflanke von 10 cm betr gt die rechne rische Belastung bereits 0 2 kN m und liegt 10mal h her als die in der Fachliteratur angegebenen Widerstandswerte 0 015 0 018 kN m Goris 2008 In Abschnitten in denen eine berstr mung des Deiches planm ig auftreten soll z B zur Flutung eines Polders oder als Entlastung entlang weniger sch tzenswerter Fla chen ist die Oberfl che daher besonders zu sichern Neben einer verringerten B schungsneigung und einer abgesenkten Deichkrone verf gen diese berstr mungs strecken daher ber ein Deckwerk das sich von der restlichen Deichlinie unterschei det Zum Einsatz kommen dabei Deckwerkstypen in lockerbauweise wie Steinsatz o
256. ten Br ckenbauwerk anhand eines physikalischen Modells im Ma stab M 1 45 Die Ergebnisse bilden die n tige Datengrundlage f r die Implementierung in numeri sche Modelle zur Berechnung von berflutungsfl chen und im Weiteren zur Ermittlung von Hochwasserschaden Gems Achleitner et al 2009 7 4 Physikalisches Modell Gegenstand des physikalischen Modellversuches ist ein Flussabschnitt der tztaler Ache Tirol im Gemeindegebiet von S lden Der Flussabschnitt von etwa 400 m L nge weist ein durchschnittliches Gef lle von ca 0 75 auf orografisch rechts m ndet ein Wildbach aus einem 48 km gro en unbebauten und teilweise bewaldeten Einzugsge biet Unmittelbar unterstrom dieser Einm ndung befindet sich ein Br ckenbauwerk Abb 7 1 zeigt einen Ausschnitt des physikalischen Modells sowie den Br ckenquer schnitt QUERPROFIL BR CKE 0 5m FAHRBAHNAUFBAU BR CKEN 1 7m UNTERBAU 40m LICHTE H HE PCERSCHANLT 30 5 5 7 i 1 5 1 5 41 22 5 _ 3 9 58 2 8 0 74 Abb 7 1 links physikalisches Modell M 1 45 rechts Bruckenquerschnitt Naturma nicht ma st blich dargestellt Die Wahl des Modellma stabes richtet sich grunds tzlich nach mehreren Aspekten in der Regel wird jener wirtschaftlichste und praktikabelste Modellma stab gew hlt bei welchem die relevanten Prozesse noch ohne Ma stabseffekte abgebildet werden k n nen Modelle zur ad quaten Abbildung von Geschiebetransportvorg ngen setz
257. ten Setzsteindeckwerken gegen Seegangsbelastung Fabian Gier 14 20 27 34 46 54 60 66 72 79 84 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Inhaltsverzeichnis Water and Energy Challenges for the Future 92 Gabriele Harb und Gerald Zenz Hydrologisch hydraulische Modellierung von alpinen Einzugsgebieten mit komplexen Kraftwerksanlagen 99 Martin Bieri und Anton J Schleiss Untersuchung und Optimierung eines Dethridge Wheels zur simultanen Energiegewinnung und Durchfluss messung 106 Matthias von Harten Untersuchungen an einer Wasserdruckmaschine Nutzung von geringen Fallhohen zur Energiegewinnung 107 Silke Schneider Ein Input Output Modell fur die Nutzung von Gezeitenenergie am Severn Estuary 108 Eva Fenrich 3D numerische Berechnung des Geschiebetransports mit der Stromungssimulationssoftware FLOW 3D 116 Roland Covini Robert Klar und Roman Gabl Erste Schritte zur Simulation der Qualitat des hyporheischen Interstitials 122 Markus Noack und Silke Wieprecht 3D numerische Optimierung von Tosbecken und Unterwasserstrecke des Staubalkenwehrs Dagachhu 134 Regina Mayer und Roman Gabl Gewasserkreuzung in der Bergbaufolgelandschaft Goitzsche Ermittlung und Bewertung technischer Losungen 139 Sophia Stoebenau Konzeptionelle Entwicklung von Ansatzen fur ein Lebensdauermanagement von Hafeninfrastrukturen 146 Nannina Horstmann Modellversuche zum Einsatz von Kustenschu
258. the Bregenzer River 16 45 Michael M ller Modellversuche zum Einfluss von Pumpspeichersequenzen auf Str mungsverh lt nisse in einem quaderf rmigen Becken 17 00 Valerie Neisch Modellversuch zur neuen Hochwasserent lastung des Degerforsen dam in Schweden 17 15 Fabian Gier Gro ma st bliche Modellversuche zur Widerstandsf higkeit von Deckwerksteinen 17 45 Sven Hartmann Besichtigung der Wasserbauhalle 19 00 Grillen Donnerstag 12 August 2010 session 4 Energie Wasserkraft Moderation Markus Noack 9 00 Gabriele Harb Water and Energy Challenges for the Future 9 15 Martin Bieri Hydrologisch hydraulische Modellierung von alpinen Einzugsgebieten mit komple xen Kraftwerksanlagen 9 30 Matthias von Harten Untersuchung und Optimierung eines Dethridge Wheels zur simultanen Energie gewinnung und Durchflussmessung 9 45 Silke Schneider Untersuchungen an einer Wasserdruckmaschine Nutzung von geringen Fallh hen zur Energiegewinnung 10 00 Eva Fenrich Ein Input Output Modell f r die Nutzung von Gezeitenenergie am Severn Estuary 10 15 Kaffeepause und Posterpr sentation Session 5 Numerische Modellierung II Moderation Eva Fenrich 10 45 Robert Klar 3D numerische Berechnung des Geschiebetransports mit der Str mungssimulati onssoftware FLOW 3D 11 00 Markus Noack Erste Schritte zur Simulation der Qualit t des hyporheischen Interstitials 11 15 Regina Mayer 3D numerische Optimierung von Tosbecken und Unterwasserstrecke des
259. the time interval of the driftwood input is obvious The information provided within this hydraulic model test represents the basis for further investigations such as the calculation of flooded areas by setting up a 2D numerical model and incorporating the results for damming up and backflow 7 3 Einfuhrung Hochwasserereignisse im alpinen Raum sind haufig charakterisiert durch die Mitfuh rung von Schwemmholz im Gewasser Ein ungewolltes Zuruckhalten beispielsweise in Flussbettverengungen oder bei Kunstbauten kann gro en Schaden an der angren zenden Infrastruktur verursachen Konzepte zum Schwemmholzmanagement befassen sich vorwiegend mit dem R ckhalt im Einzugsgebiet und einer schadlosen Weiterlei 46 berpr fung der Verklausungssicherheit von Br cken tung Bezzola 2001 Physikalische Modellversuche zur Verklausungssicherheit von Brucken d h der Gefahr der teilweisen oder vollstandigen Verlegung des Gerinne querschnittes infolge Holz Rimbock 2003 betrachten die Wahrscheinlichkeit von Verklausungen an sich anhand von Fallstudien z B Bezzola Gantenbein et al 2002 Verklausungsprozesse im Allgemeinen und die Auswirkungen auf die hydrauli schen Verh ltnisse im Speziellen als unmittelbare Folge dieser Prozesse sind derzeit Gegenstand intensiver Forschung Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der systematischen Ermittlung von Aufstauho hen und R ckstaul ngen verursacht durch Verklausungsprozesse an einem ausge w hl
260. tierungskoeffizient SO nach Shirazi amp Seim 1981 welcher ein Ma fur die Infiltration von Feinsedimenten in den L ckenraum der Kiessohle ist der Fredle Index nach Lotspeich amp Everst 1981 wel cher als Kriterium fur die Kiesqualitat entwickelt wurde und der Feinsedimentanteil lt 2mm bestimmt welcher nach McNeil amp Ahnell 1964 die Reproduktion von kieslai chenden Fischarten beeinflussen kann Tab 20 2 zeigt die Ergebnisse der Korngr enanalyse 129 Markus Noack Tab 20 2 Ergebnisse der Korngr enanalyse OS Oberschicht US Unterschicht Substratindex Oberschicht Unterschicht vorher nachher vorher nachher deh 14 19 20 47 12 18 11 62 Sortierungs Index 1 98 2 09 2 16 1 62 Fredle Index 3 39 6 58 2 11 5 71 Feinsedimentanteil 15 25 10 45 20 75 10 75 Die charakteristische Korngr e als repr sentativer Durchmesser der Verteilung gibt nicht ausreichend Informationen ber die Sedimentcharakteristik um daraus auf eine Interstitialqualit t zu schlie en Dieser Index ist eher als ein gr berer Klassifizierungs parameter f r Kiessohlen zu sehen Die Bedeutung des charakteristischen Korndurch messers nimmt bei zunehmender Heterogenit t der Verteilung ab Basierend auf den charakteristischen Korndurchmesser kann eine Vergr berung der Oberschicht und ei ner Verkleinerung der Unterschicht abgeleitet werden Der Sortierungskoeffizient SO zeigt f r die Oberschicht einen geringf gigen h heren Wert n
261. time ecological impacts on the river ecosystems on a local scale Affecting the connectivity of water bodies and injuring river ecosystems has se vere hydrological effects For this reason the Water Framework Directive 2000 60 EC obliges member states to reach a good ecological status in water bodies by the year 2015 Administrators in Southeast Europe are facing an increasing water demand but are lacking reliable tools to evaluate the effects of water withdrawal on river systems In 93 Gabriele Harb und Gerald Zenz addition competition between water users is becoming a serious problem So there is a strong need of accurate planning and optimizing the management of water resources 14 4 1 Divergent objectives in the Water Framework Directive WFD and the RES e Directive The implementation of the Water Framework Directive is a great challenge for all mem ber states of the European Union The classification of surface water bodies is based on biological hydro morphological chemical and physico chemical quality elements European Parliament 2000 To reach the targets of the Water Framework Directive the minimum instream flow of hydropower plants has to be increased and hydropeaking has to be reduced As a consequence of these measures the hydropower production will decrease For example in Austria the loss of hydropower production will be about 15 for small hydro power and about 9 for hydropower bigger than 10 MW Stigler et al 20
262. to the status of water resources management and the national procedures concerning hydro power implementation in the SEE partnership countries The most important part was the evaluation of the national problems and targets concerning the implementation of the Water Framework Directive and the RES e Directive Especially for the WFD a lot of documents were available only in the national languages Therefore the required data has been collected and translated by the project partners in order to give an over view of the countries involved and to be able to compare the implementation status of the different directives SEE Hydropower 2010 14 6 Results and Discussion 14 6 1 State of national legislation regarding the permission process for new hydropower plants An EU Directive gains legality when it is ratified by the national legislation The Water Framework Directive was transposed in time by all new member states including Bul garia and Romania In contrast most of the former EU 15 member states did not trans pose the directive in the required time among these Belgium Finland France Ger many Italy Luxemburg the Netherlands Portugal Sweden and the United Kingdom Commission of the European Communities 2007 95 Gabriele Harb und Gerald Zenz The implementation of the WFD and the RES e Directive causes amendments and substitutions of laws concerning the permission of hydropower plants In practice the permission process often d
263. tzelementen mit Eisensilikat Gestein als Betonzuschlag 153 Christine Hegemann Mayumi Wilms und Torsten Schlurmann Versuche zur berstr mung geotextilbewehrter Deiche 160 Tobias Kubetzek Hydraulische Modellversuche zur Ermittlung mittlerer berlaufmengen an Sturmflutschutzw nden und Deichen 166 Nils B Kerpen und Karl Friedrich Daemrich 27 28 29 Inhaltsverzechnis Modellversuche zur Geschiebetransportproblematik am Flie gew sserkraftwerk an der Unteren Salzach 173 Barbara Brinkmeier Optimierung von Einlaufbauwerken und Einrichtungen zur Sp lung von Sedimenten anhand physikalischer Modellversuche Vergleich zweier Fallstudien 181 Blandine Feneuil und Rumiana Engel Messen aus Photos im wasserbaulichen Versuchswesen mit der Software Monobild 189 Michael Mett HN Modellierung einer Flie gew ssereinleitung 1 HN Modellierung einer Flie gew ssereinleitung in den S en See Tobias Gierra Institut f r Wasserbau und Technische Hydromechanik TU Dresden 1 1 Kurzfassung Der Landesbetrieb fur Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft Sachsen Anhalt LHW wird eine an der M ndung der B sen Sieben in den S en See Landkreis Mansfeld S dharz betriebene Flusswasseraufbereitungsanlage stilllegen Am Institut f r Was serbau und Technische Hydromechanik der TU Dresden IWD werden daher mit zwei und dreidimensionalen hydrodynamisch numerischen Modellen Untersuchungen zu Folgen der Stilllegung in Bezug auf Sedimentr
264. tzerrung A kissenformige B tonnenf rmige Verzerrung der Optik C perspektivische Verzerrung einer stark nach oben st rzenden Aufnahme 29 3 2 Korrektur der Kameraverzeichnung Als Versuchskamera des Arbeitsbereichs f r Wasserbau wurde eine Olympus SP550UZ mit einer Aufl sung von 6 Mio Pixel verwendet Zur Korrektur der Kamera verzeichnung wurde ein mit Zentimeterraster bedrucktes Papier lotrecht photographiert Abb 29 2 Um Wellenbildung am Papier zu vermeiden wurde dieses auf einer ver steiften Unterlage aufgebracht In Monobild wurden anschlie end 108 gleichm ig ber den Bildausschnitt verteilte Punkte des Referenzphotos ausgew hlt deren Pixel koordinaten mit metrischen Koordinaten im cm System korreliert wurden Abb 29 2 Monobild berechnete aus der Abweichung zwischen Pixelwerten und absoluten Koor 190 Messen aus Photos im wasserbaulichen Versuchswesen mit der Software Monobild dinaten eine Eich Datei die fur die Kamera spezifisch ist und bei jeder Verzeichniskor rektur Zum Einsatz kommt Abb 29 2 links Aufnahme des Referenzphotos von einem Stativ rechts Ausschnitt des Referenzphotos bei der Erstellung der Eich Datei 29 4 Anwendung von Monobild beim Modellversuch Bezau 29 4 1 Der Modellversuch Bezau Bezau ist ein physikalischer Gro versuch bei dem Sedimantanlandungen in einer Ent sanderkammer f r eine Wasserkraftwerks berleitung untersucht werden Der Versuch wird bei Ravazzini
265. uf der existierenden Kraftwerksanlage Grimsel Il M ller 2009 werden nun in hydraulischen Modellversuchen Sedimentbilanzen Str mungsbedingungen sowie Ablagerungsprozesse in einfachen Beckengeometrien un tersucht Im Vorfeld der systematischen Experimente wurden im Rahmen einer Mas terarbeit am LCH erste Vorversuche durchgef hrt die zum Ziel hatten ein numerisches Modell der Versuchsanlage zu erstellen und dessen Leistungsf higkeit und Anwen dungsgrenzen aufzuzeigen In ersten Funktionstests auf der neu installierten Laboran lage wurden die Str mungsverh ltnisse beobachtet und mit den Resultaten aus der Numerik verglichen 11 4 Hydraulische Modellversuche 11 4 1 Grundkonzept Die Laborversuche bilden die Grundlage des Forschungsprojekts Testserien im hyd raulischen Modell sollen Aufschluss dar ber geben wie wiederholte IN OUT Sequenzen die in Realit t den Pumpspeicherzyklen entsprechen in Funktion des Ab flusses der Dauer der initialen Sedimentkonzentration und der Position des Ein Auslaufbauwerks die Turbulenz in einem quaderf rmigen Becken beeinflussen In Ab h ngigkeit der oben genannten Parameter soll herausgefunden werden welche Konfi gurationen das Absetzen von Feinsedimenten zu reduzieren verm gen 11 4 2 Beschrieb der Versuchsanlage Das Hauptbecken der Anlage besteht aus einem quaderf rmigen Stahlbeh lter mit ei ner Grundfl che von 2 0 x 4 0 m und einer H he von 1 5 m Abb 11 1 a Dieses kann a
266. ukturen infolge der Daten aus den Bauwerksuntersuchungen aktualisierbar sein 4 Life Cycle Managementsysteme sind in der Regel computergest tzte Systeme deren zentraler Baustein eine Datenbank ist in der alle Bauwerksdaten abgespeichert sind Des Weiteren setzen sich die Managementsysteme aus den Bausteinen Bauwerkser fassung Zustandsprognose erfassung und bewertung sowie Instandsetzungspla nung zusammen die wiederum auf die Datenbank zur ckgreifen und somit zur Aktua lisierung der Bauwerksdaten beitragen 3 23 4 Erhaltungsmanagementsystem der BAW EMS WSV Die Bundesanstalt fur Wasserbau BAW entwickelt derzeit fur die Wasser und Schiff fahrtverwaltung des Bundes ein IT gest tztes Erhaltungsmanagementsystem EMS in Anlehnung an das Bauwerksmanagement System f r Br cken innerhalb des deut schen Fernstra ennetz so dass durch kontinuierliche Bauwerksinspektionen technisch sinnvolle und wirtschaftliche Instandhaltungsstrategien f r die Verkehrswasserbauwer ke entwickelt werden k nnen Die Altersstruktur der Verkehrswasserbauwerke wird zunehmend ung nstiger Bereits heutzutage sind 35 der Schleusenanlagen lter als 80 Jahre und haben damit die von der Bemessung vorgesehene Nutzungsdauer berschritten Die j hrlichen Auf wendungen f r bauliche Unterhaltung und Instandsetzung belaufen sich auf ca 1 des Anlageverm gens Des Weiteren existieren in der WSV aufgrund der gro en Anla genobjektvielf
267. ulswellen liefern Dazu werden physikalische Modellver suche im VAW Impulswellenkanal durchgef hrt Ein Piston Type Wellengenerator wur de entworfen mit dem sich Solit rwellen bis zu einer Wassertiefe von 0 30 m erzeugen lassen Um Massstabseffekte abzusch tzen wurde die Untersuchung einer Modellfami lie begonnen Ein Ufer im mittleren von drei Massst ben ist gegenw rtig eingebaut Mit den Hauptuntersuchungen soll nach Abschluss der Modellfamilie begonnen werden 9 7 Literatur Fuchs H Boes R 2010 Berechnung felsrutschinduzierter Impulswellen im Vierwaldst ttersee Wasser Energie Luft akzeptiert Fuchs H Heller V Hager WH 2010 Impulse wave run over Experimental benchmark study for numerical modelling Experiments in Fluids online available DOI 10 1007 s00348 010 0836 x Heller V Hager WH Minor H E 2008 Rutscherzeugte Impulswellen in Stauseen Grundlagen und Berechnung Mitteilung 206 Versuchsanstalt fur Wasserbau Hydrologie und Glaziologie VAW H E Minor Hrsg ETH Zurich Le Mehaute B 1976 An introduction to hydrodynamics and water waves Springer New York Miller DJ 1960 Giant waves in Lituya Bay Alaska Geological Survey Professional Paper 354 C Government Printing Office Washington DC schnitter G 1964 Die Katastrophe von Vaiont in Oberitalien Wasser und Energiewirtschaft 56 2 3 61 69 Synolakis CE 1990 Generation of long waves in the laboratory Journal of Waterway Port Coastal and
268. ung Mit Hilfe von Photos k nnen die einzelnen Stadien eines wasserbaulichen Versuchs schnell und ohne gro en Aufwand dokumentiert werden Entzerrte und ma st bliche Photographien erm glichen weiterhin das Messen von Details innerhalb des Photos Besonders bei Versuchen mit Geschiebetransport bietet sich das photogrammetrische Verfahren an um Morphologie nderungen zu messen und zu beurteilen In diesem Bei trag wird die photogrammetrische Software Monobild vorgestellt die am Arbeitsbereich Wasserbau der Universit t Innsbruck zur Auswertung von wasserbaulichen Versuchen verwendet wird 29 2 Abstract With the help of photos hydraulic experiments can be documented rapidly and without great efforts Furthermore deskewed and scaled photographs enable to measure de tails within the photo Especially in experiments with sediment transport photogram metric techniques enable to measure and judge morphologic changes In this paper the photogrammetric software Monobild is introduced which is used at the Unit of Hydraulic Engineering of University of Innsbruck to analyse hydraulic experiments 29 3 Einleitung 29 3 1 Abbildungsfehler beim Photographieren Jede Kameraoptik verursacht bei der Aufnahme Abbildungsfehler Diese Abbildungs fehler umfassen Unsch rfen Farbs ume und Verzerrungen die je nach G te des opti schen Systems mehr oder weniger stark ausgepr gt sind Besonders die Objektiv verzeichnung Distorsion f hrt zu geometrische
269. ung Zur sicheren Ableitung extremer Hochwasser existiert am linken Hang der Hauptsperre eine Hochwasserentlastungsanlage HWE aus Beton die nach fast 80 Jahren Scha den aufweist die einer Sanierung bed rfen Aus Sicherheitserw gungen soll au erdem die Wehranlage am Ende des Ausgleichsbeckens umgebaut werden F r den Betrei ber die Harzwasserwerke GmbH aus Hildesheim wurden deshalb 2008 09 zur Vorbe reitung der geplanten Sanierungen hydraulische Modellversuche zur HWE zur Wehr anlage am Abschlussdamm des Ausgleichsbeckens und zum Ausgleichsbecken selbst durchgef hrt IWD 2009 8 4 Modelle 8 4 1 Modellbau Die Untersuchungen erfolgten an drei Teilmodellen Im Hubert Engels Labor des Insti tuts f r Wasserbau und Technische Hydromechanik der TU Dresden wurden physika lisch im Ma stab M 1 25 die HWE Teilmodell 1 und im Ma stab M 1 20 die Wehran lage Teilmodell 2 untersucht Die Versuchsst nde der Teilmodelle 1 und 2 wurden auf Unterkonstruktionen aus Holz errichtet und die wasserumstr mten Bereiche mit dem Material FOREX CLASSIC ausgebildet Diese leicht gesch umte geschlossenzellige Hartschaumstoffplatte mit einer besonders feinzelligen homogenen Struktur weist trotz ihres geringen Gewichtes eine hohe Eigensteifigkeit auf und bleibt auch nach umfang reicher Bearbeitung stabil Va ys E Abb 8 1 HWE Schussrinne Naturbauwerk und physikalisches Modell M 1 25 55 Holger Haufe Fur
270. ung stehen um einen schnellen und reibungsfreien Umschlag gew hrleisten zu k nnen Mit der rasanten Entwicklung der Schifffahrt und dem stetig steigenden Containerverkehr seit Ende der 60er Jahre wachsen die Anforderungen an die Kai bzw Kajenanlagen sukzessive resultierend zum Beispiel aus h heren Gel ndespr ngen die abgefangen werden m ssen oder den gr eren Schiffsabmessungen und den damit zunehmenden Maschinenleistungen sowie Man vrierhilfen der Schiffe 1 Infolge der entstehenden Belastungen auf Kai bzw Kajenkonstruktionen m ssen diese berwacht und gepr ft werden besonders wenn diese f r solche Anforderungen nicht konzipiert wurden Da her soll in dieser Diplomarbeit die Ans tze eines m glichen Lebensdauermanagement auf Grundlage von Schadensaufzeichnungen an diesen Hafenstrukturen entwickelt werden 23 2 Abstract This diploma thesis will give a short overview of life cycle management systems in gen erally and for harbour structures especially for quay constructions These constructions are important for the freight transportation between water and landside so it must be guaranteed that these structures are always in an optimal condition Due to the rapid development of the shipping and the container traffic since the sixties the requirements to the quay constructions are rising continuously For example the earth pressure over the vertical distance between the bottom of the harbour and the top of the quay wall has t
271. urve gelegen war Im Weiteren erfolgte eine Reduzierung des Kurvenradius im bergangsbauwerk Zufriedenstellende Ergebnisse konnten allerdings erst durch den Einbau von zus tzli chen Bauteilen sieben unterschiedliche Ausf hrungen von Gittern und Strahlablenkern am Eingang des Entsanders erzielt werden Mit dieser endg ltigen Struktur erfolgt eine vollst ndige Ablagerung der einstr menden Sedimente nach etwa 1 7 der Becken l nge 185 Blandine Feneuil und Rumiana Engel LATE a 823 00 829 363 ZS nn ws af es ani 00 15 00 ie ina 00 15 00 2 Gr 2 A Profile 1 Longitudinal Section 1 500 A i u J La 20m i 829 354 A Blan 1 500 an HLL E 43823 yy R 36 077 Abb 28 3 HEP Arun 3 Entsanderbecken erstes Design oben und optimiertes Design unten Die ersten Versuche beim Baso Chhu Modell zeigten Turbulenzen im Entsanderbecken und eine ungen gende Wirkung der Sp lung Dar ber hinaus blieb eine Schicht von Sedimenten im Einlaufkanal Der Einlaufkanal wurde deshalb folgenderma en modifi ziert e Eine Rampe wurde vor dem Entsander errichtet e Eine Buhne wurde errichtet um die Anstromung in Richtung Einlaufbauwerk zu verbessern e Der Einlauf wurde senkrecht zur Str mungsrichtung ausgerichtet e Die Einlauf ffnung wurde vergr ert e Der Sp lkanal wurde au erhalb des Einlaufbereichs positioniert e Das Wehr wurde 7 55 m Naturma stab in Richtung fl
272. usammensetzung der Gew ssersohle dem verf gbaren L cken raum sowie der Infiltration von Feinsedimenten ab und zum anderen von der tempera turabh ngigen Sauerstoffzehrung von organischem Material und Mikroorganismen Das Ziel der Forschungsarbeit besteht in der Anwendung von 3D Sediment Transport Modellen um sediment dynamische Prozesse welche die Sedimentcharakteristik und somit die Interstitialqulit t beeinflussen abzubilden Dies allein ist noch nicht ausrei chend um die kologische Qualit t der hyporheischen Zone im Sinne von Habitatan spr chen zu beschreiben Hierf r sind zus tzliche Parameter wie Temperatur intersti tiale Flie geschwindigkeiten oder die hydraulische Leitf higkeit zu ber cksichtigen und mit den entsprechenden Lebensraumanspr chen von Indikatororgansimen zu verkn p fen Diesbez glich wird ein multivariater Fuzzy Ansatz gew hlt mit der unscharfen Ziel gr e gel ster Sauerstoffgehalt f r verschiedene Kombinationen von interstitial beschreibenden Eingangsdaten Da aufgrund der Komplexit t nicht alle Prozesse im hyporheischen Interstitial deterministisch abgebildet werden k nnen bietet der Fuzzy Ansatz eine M glichkeit mit der unscharfen Beschreibung biologischer und morpholo gischer Prozesse die Qualit t der Interstitial zu simulieren Keywords Hyporheisches Interstitial 3D Sediment Transport Physikalische Habitat modellierung Sedimentanalysen 20 2 Abstract The quality of the hyporheic inte
273. usfluss und Einflussebenen definiert welche aus der 1D numerischen Be rechnung der Wasserschlossschwingung des Schaltversuchs im KW Kaunertal mit dem TIWAG WS Programm ermittelt wurden F r solche komplexen Str mungen kann die numerische Simulation einen tieferen Einblick liefern und die Forschung wird in diesem Bereich weitergef hrt 3 5 Literatur 1 2 3 19 Mayr Dominik Heigerth Gunther Numerische Simulation der Stromung durch Ruckstromdrossel von Zweikammerdifferentialwasserschlossern Internationales Symposium in Zurich Moderne Methoden und Konzepte im Wasserbau 2002 Richter Wolfgang 3D numerische Stromungssimulation von hydraulischen Ruckstromdrosseln in Wasserschlossern Begutachter Univ Prof Dr Ing habil M Aufleger Betreuer TIWAG Tiroler Wasserkraft AG DI Dr techn R Reindl 2010 Seeber Gerhard Das Wasserschloss des Kaunertalkraftwerkes der TIWAG Schweizerische Bauzeitung 1970 88 Jg Heft1 Seite 1 8 Rupert Feldbacher 4 Sei mal konstruktiv Rupert Feldbacher Institut fur Wasserbau und Wasserwirtschaft Technische Universitat Graz 4 1 Kurzfassung Dieser Artikel zeigt anhand von vier Beispielen einige Anwendungsgebiete der Finiten Elemente Methode im Wasserbau auf Neben den hydraulischen und wasserwirtschaft lichen Betrachtungen ist auch das Bauwerk selbst auf die gegebenen Einwirkungen zu bemessen und die Standsicherheit sicher zu stellen Eine Porenwasserdruckberechnung fur
274. ussaufw rts positioniert e Leitwande wurden am Eingang der Entsanderkammer errichtet Das endg ltige Design des Modells findet sich in Abb 28 4 dargestellt 186 Optimierung von Einlaufbauwerken und Einrichtungen zur Spulung von Sedimenten a Wehr Buhne Spulkanal Be Rampe optimiertes Design L Entsander Ly Leitwande optimiertes Design L Einlaufschutzen Abb 28 4 Baso Chhu Einlauf erstes Design links und neues Design rechts 28 4 4 Sp lung der Entsanderkammer Bei der Anlage Baso Chhu erfolgt der Spulvorgang fur jede der drei Kammern nach dem folgenden Prinzip e Vollst ndiger Betrieb zweier Kammern e Teilweises Schlie en des Einlaufsch tzes der dritten Entsanderkammer e Schlie en des Sch tzes der dritten Kammer vor dem Triebwasserstollen e ffnung des Sp lsch tzes Beim HEP Arun 3 Modell wurde das Sp lverhalten bei unterschiedlichen Hubge schwindigkeiten der Drucksegmente untersucht Auf Basis einer Versuchsreihe mit Hubgeschwindigkeiten zwischen 8 und 27 cm min wurde eine optimale ffnungsge schwindigkeit der Drucksegmente von 10 cm min festgestellt 28 5 Zusammenfassung und Ausblick Bei den beiden Modellversuchen HEP Arun 3 und Baso Chhu wurden f r die Optimie rung der Einlaufbauwerke bzw Sp l und Entsanderanlagen verschiedene Ausf h rungsvarianten untersucht um vorwiegend zwei Ziele zu erreichen die bestm gliche Sp lung von Sedimenten aus dem Stauraum sowie e
275. ver The main challenges are posed by low heads high ecological demands as well as bed load transport issues through the planned structure A feasibil ity study was undertaken to resolve the main issues For this purpose a physical model test was implemented at the University of Innsbruck Austria The main focus was placed on the functionality of the structure regarding bed load transport The concept was tested and optimised The result of the model tests and the optimised concept of the power plant are presented in this paper 27 3 Einf hrung Der Unterlauf der Salzach im Grenzgebiet zwischen sterreich und Bayern zeigt sehr l ngerer Zeit massive Eintiefungstendenzen Durch Flusskorrekturen und Einengung des Flussbettes ab dem 19 Jahrhundert wurde die Transportkapazit t deutlich erh ht w hrend wasserbauliche Ma nahmen im Oberlauf den Geschiebestrom reduzierten und daher ein Ungleichgewicht in der Flussmorphologie schufen Die flussbauliche Sa nierung der betroffenen Gew sserstrecken ist heute unumg nglich Verschiedenste 173 Barbara Brinkmeier L sungsans tze wurden bereits untersucht derzeit scheinen Varianten mit Sohlstufen in Form von aufgel sten Sohlrampen eine gute M glichkeit zu sein In Zeiten erh hten Bedarfes an erneuerbaren Energien scheint eine Nutzung der ge planten Rampenstandorte als sinnvoll Das Konzept des Flie amp gewasserkraftwerkes beruht auf der Anordnung bekannter wasserbaulicher Elemente mit der Ziel
276. ver Voralberg Austria will be exposed The study concerned the flood defense in the upstream and downstream area of the hydraulic power plant An delsbuch so as in the intake building of the same power plant The research started in spring 2007 and ended in winter 2009 with working breaks of ca 4 months during the winters The model scale is 1 35 and represents ca 1 km of the length of the river The study can be divided in three main sections 2007 Studying about the height of the floodway dam DI Bernhard Gems 2008 Alternative solutions for the floodway dam M Sc Claudio Ravazzini 2009 Improvement of the intake building M Sc Claudio Ravazzini 66 Development of a Physical Model for flood defense in the Bregenzer River 10 3 Introduction of the problem The village called Bezau is situated on the right side of the Bregenzer River 36 km away from the estuary of the river in Constance Lake The intake building of the power plant Andelsbuch is also located in this area see Abb 10 1 A wastewater treatment plant is located next to the intake building Due to the construc tion of the intake house the natural situation of the bed load transport was modified with creation of a big deposit area in the upstream part of the river referred to the in take building Abb 10 1 Left Orthophoto Land Voralberg 2006 of Andelsbuch water intake on the top and wastewater treatment on the right side Right
277. wird im Rahmen der Modellfamilie nicht verkleinert da der Randeinfluss innerhalb des 0 5 m breiten Kanals vernachlassigbar ist und somit von einem zweidimensionalen Versuchsaufbau ausgegangen wird Beim nachstkleineren Massstab von 1 4 werden Versuche bei einer Wassertiefe von d 0 05 m und einer Uferhohe von w 0 0625 m durchgef hrt Der gr ere Massstab beinhaltet dementsprechend eine Ruhewassertie fe von d 0 20 m und eine Uferh he von w 0 25 m Da bisher erst einer von drei Massst ben untersucht wurde liegen derzeit noch keine Aussagen zu Massstabseffek ten vor Im Gegensatz zur Modellfamilie ist f r die Hauptuntersuchungen neben der Variation von Uferneigung und Wassertiefe auch der Einsatz des PIV Systems vorgesehen Dies stellt vor allem an die Ausbildung der PVC Einbauten besondere Anforderungen da die Durchl ssigkeit f r den Laserlichtschnitt gegeben sein muss Das Ziel der Untersu chung ist die Quantifizierung der Energieentwicklung w hrend des bergangs vom Auflaufen zum berstr men sowie w hrend des berstr mungsprozesses 64 Auflaufen von Impulswellen 0 0 8 0 16 0 20 0 225 25 0 27 0 29 0 31 0 33 0 35 0 2 00 m 25d 2 50 m 5w 0 625 m 10w 1 25 m Abb 9 4 Schematische Skizze der Einbauten zur Modellfamilie im VAW Impulswellenkanal hier Massstab 1 2 9 6 Zusammenfassung Das vorgestellte Forschungsprojekt soll einen direkten Beitrag zur Gefahrenabsch t zung beim Auflaufen von Imp

Heft 193 K. Weber, E. Fenrich, T. Gebler M. Kramer und M. Noack 12

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