Showing papers in "Wasserwirtschaft in 2014"

Anregungen zur Qualitätssicherung in der 3-D-numerischen Modellierung mit FLOW-3D

Abstract: FLOW-3D ist eine leistungsfahige 3-D-numerische Stromungssimulationssoftware fur Freispiegelabflusse Das strukturierte und entlang der Koordinatenachsen ausgerichtete Berechnungsnetz stellt eine Besonderheit der Software dar Dadurch ergeben sich zusatzliche Freiheiten, wie die Implementierung von bewegten Objekten oder die vereinfachte Variationsuntersuchung von Einbauten Im Hinblick auf die Qualitatssicherung muss die Adaptierung der Geometrie an das Berechnungsnetz im Detail kontrolliert werden Dies und weitere Modellierungsaspekte werden in diesem Beitrag behandelt

Bewertung und Klassifizierung der Oberflächengewässer in Polen gemäß den WRRL-Anforderungen

Abstract: Nach der Einführung der WRRL in Polen wurden Methoden für die Bewertung und Klassi zierung der Oberächengewässer auf der Basis von biologischen Parametern entwickelt. Der Beitrag stellt die in Polen aktuell angewandten Methoden in Bezug auf die Flüsse vor und zeigt die Ergebnisse der Überwachung in den Jahren 2010 bis 2012 in der Region Großpolen (Wielkopolska), die auf der Grundlage neuer Methoden erzielt wurden. Die Region Großpolen liegt in der Mitte Polens und ist Teil des mitteleuropäischen Tieandes. Alle Flüsse sind Tieandüsse. Insgesamt wurden 188 Probestellen in der gesamten Woiwodschaft Großpolen untersucht. Die Auswertung verwendet biologische Indikatoren, wie Makrophyten, Phytobenthos, Makrozoobenthos und Phytoplankton. Die Versuchsergebnisse zeigen das gesamte Zustandsspektrum – von sehr gut (Klasse I) bis schlecht (Klasse V). Die Klassi zierung hat gezeigt, dass die schlechtesten Bewertungsergebnisse bei Makrozoobenthos festzustellen sind – nur 26 % der Flüsse zeigte einen guten oder sehr guten Zustand bzw. Potenzial gemäß WRRL. Die besten Ergebnisse ergaben sich bei Makrophyten mit 49 % Zielerfüllung.

3-D-numerische Berechnung der Ausflusskurve infolge Staumauerversagen@@@3-D-numerical Investigation of the Outflow-Hydrograph for Dam Failure@@@Трехмерный числовой расчет кривой стока при выходе из строя плотины из кладки

Abstract: Die Ermittlung der Aus ussganglinie infolge eines Talsperrenbruchs ist die Grundlage für die Modellierung der Flutwellenausbreitung und die Erstellung von Evakuierungsplänen. Mithilfe von 3-D-numerischen Berechnungen mit der Software FLOW-3D werden exemplarisch die Auswirkungen von verschiedenen Beckengrößen und -formen sowie Versagensarten und -geschwindigkeiten auf die Aus ussganglinie bei einer deutlich vereinfachten Kon‡guration (Betrachtung einer 1-Block-Gewichtsstaumauer) untersucht. Die Ergebnisse der betrachteten Versagensszenarien werden jeweils mit jenen infolge plötzlichen Versagens verglichen.

Unterirdische Pumpspeicherwerke — eine Alternative?@@@Underground Pump Storage Plants — an Alternative?@@@Подземные гидроаккумулирующие электростанции как альтернатива

Abstract: Die Planung und der Bau von Pumpspeicherwerken werden heutzutage durch Land nutzungs kon ikte erschwert. Als Alternative bieten sich u. a. unterirdische Pumpspeicherwerke an, deren Machbarkeit bislang jedoch weder technisch, wirtschaftlich noch rechtlich ausreichend untersucht wurde. In einem ersten Schritt wurden daher die hydraulischen Prozesse für verschiedene Geometrien auf der Grundlage einer hybriden Modellierung als eine wesentliche Schlüsselrandbedingung für eine mögliche technische Machbarkeit analysiert.

Aufbau eines bodenhydrologischen Messnetzes in der sibirischen Kulundasteppe@@@Installation of a Soil Hydrological Monitoring Network in the Siberian Kulunda Steppe@@@Создание сети почвенно-гидрологического мониторинга в сибирской Кулундинской степи

Abstract: In der südsibirischen Kulundasteppe wird unter zentralkontinentalen Klimabedingungen mit geringen und hoch variablen Niederschlägen intensiver Weizenanbau betrieben. Die bisher genutzte Bearbeitungstechnik führte zu schweren Erosionsschäden und Ernterückgang. Das Kulunda-Projekt verfolgt das Ziel, den Ackerbau in dieser trockenen Region zu erhalten, nachhaltig zu gestalten und Kohlensto im Boden zu sequestrieren. Der Beitrag fokussiert auf die Installation eines bodenhydrologischen Messnetzes und die Vorstellung erster Ergebnisse als Voraussetzung zur Etablierung von bodenund umweltschonenden Bewirtschaftungsverfahren.

Der Einfluss über- und unterströmter Wehrverschlüsse auf den Sedimenttransport durch Stauhaltungen@@@The Impact of Overflow and Underflow Gates on the Sediment Transport in Impounded Rivers@@@Воздействие верховых и низовых затворов водосливной плотины на перемещение седиментов через подпорный бьеф

Abstract: Bei aktuellen Planungen von Ersatzneubauten wird immer häu ger die Frage nach der Gestaltung der Wehranlage und der Wahl der Verschlüsse gestellt, da die europäische Wasserrahmenrichtlinie neben der ungestörten Migration aquatischer Organismen auch den ungestörten Transport von Sedimenten durch Staustufen fordert. Der vorliegende Artikel soll im Allgemeinen zum Verständnis des Sedimenttransports durch Stauhaltungen beitragen sowie im Speziellen den Ein…uss überund unterströmter Wehrverschlüsse auf den Sedimenttransport quanti zieren.

Verwendung von Dummy-Variablen bei der statistischen Analyse von Talsperrenmessdaten@@@The Use of Dummy Variables for Statistical Analyses of Dam Monitoring Data@@@Применение шаблонных переменных при статистическом анализе данных измерения плотины

Abstract: Die Regressionsanalyse zur Auswertung von Talsperrenmessdaten ist seit Langem gangige Praxis. Sprunge in Zeitreihen konnen jedoch mit metrischen Kovariablen oft nicht zufriedenstellend abgebildet werden. Bei Staudammen verursachen mitunter bauliche Eingriffe oder ungewohnlich hoher Einstau derartige Sprunge. Um die nicht-metrischen Einflusse im Rahmen einer Regressionsberechnung zu berucksichtigen, empfiehlt sich der Einsatz von binar kodierten Dummy-Variablen. Zur Vermeidung einer Uberparametrisierung des Modells dient das Informationskriterium nach Akaike (AIC).

Vorgehensweise zur Entwicklung von populationsunterstützenden Maßnahmen für die Fischarten am Inn in Oberbayern@@@Deficit analysis and Approach to Foster Endangered Fish Population along the River Inn in Bavaria@@@Подход к разработке мероприятий по развитию популяций различных видов рыб на реке Инн (Inn) в Верхней Баварии

Abstract: Im Rahmen einer Vereinbarung mit dem Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit wurden seit 2011 umfangreiche ökologische Maßnahmen auch mit dem Ziel der Förderung und des Schutzes von Fischpopulationen umgesetzt. Ausgehend vom Leitbild eines ursprünglichen Inns mit seinen Fischarten, den Randbedingungen, aus den über die Jahrhunderte durchgeführten anthropogenen Veränderungen und dem erkennbaren Potenzial der noch vorhandenen Strukturen wurden Konzepte entwickelt, um Habitate für alle Lebensstadien der am Inn heimischen Fischarten anbieten zu können. Die Maßnahmen konnten durch einen intensiven Dialogprozess mit allen Beteiligten durch den Wasserkraftbetreiber im Gewässerunterhalt ausgeführt werden.

Modellierung der Schwimmfähigkeit europäischer Fischarten — Zielgrößen für die hydraulische Bemessung von Fischschutzsystemen@@@Modelling the Swimming Ability of European Fish Species — Target Figures for Hydraulic Dimensioning of Fish Protection Systems@@@Моделирование плавучести некоторых видов европейских рыб: целевые величины для гидравлического измерения систем рыбозащиты

Abstract: Die hydraulische Bemessung von Fischschutzsystemen setzt detaillierte Kenntnisse zur Schwimmgeschwindigkeit der flussabwärts wandernden Fische voraus. Die Schwimmgeschwindigkeit wird maßgeblich durch die Körperlänge, die Schwimmdauer sowie die Wassertemperatur bestimmt und kann durch multivariate Modelle quantitativ beschrieben werden. Der vorliegende Beitrag vermittelt einen Kurzüberblick über die diesbezüglich verfügbaren Modelle und gibt auf der Grundlage der Modellergebnisse und verhaltensbiologischer Informationen praktische Empfehlungen für die Auslegung von Fischschutzsystemen.

Maßnahmen zur Förderung von Populationen bedrohter Fischarten am Inn (Oberbayern) im Rahmen des Gewässerunterhaltes@@@Implementation of Measures to Foster Endangered Fish Population along the River Inn in Bavaria@@@Мероприятия по поддержке развития популяций исчезающих видов рыб, обитающих в реке Инн (Inn) (Верхняя Бавария), в рамках поддержки водных ресурсов

Abstract: Im Rahmen einer Vereinbarung mit dem Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit wurden seit 2011 umfangreiche ökologische Maßnahmen auch mit dem Ziel der Förderung und des Schutzes von Fischpopulationen umgesetzt. Mit den Randbedingungen eines Flusses, der über die letzten Jahrhunderte anthropogen verändert wurde, aber dem erkennbaren Potenzial von noch vorhandenen Strukturen wurden aus einer Analyse des IstZustandes mit einer Konzeptentwicklung, dem sog. „Fischhabitatmodell“, Maßnahmen entwickelt und zeitnah umgesetzt, um Habitate für alle Lebensstadien der am Inn heimischen Fischarten anbieten zu können. Die Maßnahmen konnten durch einen intensiven Dialogprozess mit allen Beteiligten durch den Wasserkraftbetreiber im Gewässerunterhalt ausgeführt werden.

Tiefspeicherdimensionierung unterirdischer Pumpspeicherwerke — Numerische Modellierung@@@Underground Pumped Storage Power Plants — Numerical Investigations of Lower Reservoir Design@@@Расчет параметров подземного аккумулирующего резервуара для подземных насосно-аккумулирующих электростанций: цифровое моделирование

Abstract: Pumpspeicherwerke stellen eine großmaßstäbliche Möglichkeit der Energiespeicherung dar. Durch neuartige Konzepte sollen topographieunabhängige Bauweisen ermöglicht werden. Eines dieser Konzepte sieht eine Anordnung von unterirdischen Speichereinheiten als Unterbecken vor. Hierfür wurde an der RWTH Aachen ein numerisches 3-D-Modell zur hydrodynamischen Optimierung entwickelt und anhand verfügbarer experimenteller Untersuchungen kalibriert. Inhalt dieser Arbeit ist der Aufbau des numerischen Modells sowie die Simulation und Validierung eines Füllprozesses.

Verlandung und Lebensdauer von Talsperren@@@Reservoir Siltation and Ecological Life Span of Dams@@@Образование наносов и срок службы плотин

Abstract: Talsperren gelten als besonders nachhaltige und langlebige Infrastrukturen. Tatsächlich sind viele Stauräume jedoch durch teils erhebliche Sedimentation und Verlandung in ihrem Betriebsbereich eingeschränkt oder sogar in ihrer Funktion bedroht. Gleichzeitig kommt es durch Sedimentmangel stromabwärts zu erheblichen Erosionsschäden. Deshalb stellen Kritiker bisweilen sogar die Sinnfrage bei der Erweiterung bestehender oder beim Bau neuer Stauwerke.

Chancen und Risiken untertägiger Pumpspeicherwerke in Steinkohlebergwerken im Ruhrrevier@@@Opportunities and Risks of Underground Pumped Storage Plants in Coal Mines of the Ruhr Area@@@Шансы и риски подземных гидроаккумулирующих электростанций в каменноугольных шахтах в Рурской области

Abstract: Mit dem Auslaufen des Steinkohlenbergbaus in 2018 im Ruhrgebiet hinterlässt der Bergbau eine umfangreiche Infrastruktur. Schachttiefen von bis zu 1 200 m, zahlreiche Ausbauten in der Tiefe und eine großräumige Wasserhaltung erö nen ggf. Perspektiven für eine Folgenutzung als untertägiges Pumpspeicherwerk. Ein Verbundvorhaben widmet sich ergebniso en der Ermittlung dabei zu berücksichtigender Aspekte. Der Beitrag verdeutlicht die angetro enen Rahmenbedingungen.

Versuche zum Scheuchen und Leiten von Fischen mit elektrischem Strom@@@Blocking and Guiding of Fish with Electric Barriers@@@Попытки отпугивания и проведения рыб с помощью электрического тока

Abstract: Seit 2011 wurden durch die EnBW in Zusammenarbeit mit dem Institut für Umweltstudien Versuche zum Scheuchen und Leiten von Fischen mit elektrischem Strom durchgeführt. Dabei wurde neben der Barrierewirkung von elektrischen Feldern auch die Möglichkeit zum Stoppen und Leiten von Fischen entlang elektriƒzierter Rechenanlagen untersucht. Die Versuche wurden sowohl unter Freilandbedingungen vor dem Einlaufbauwerk eines Kraftwerks als auch in einem Versuchsbecken durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass durch den Einsatz elektrischer Felder eine erhöhte Abweiseoder Leitwirkung erzielt werden kann.

Wirtschaftlichkeit von Pumpspeicherwerken am Spotmarkt@@@The Economy of Pump Storage Stations at the Spot Market@@@Экономичность гидроаккумулирующих электростанций на спотовом рынке

Abstract: In dieser Arbeit wird die Wirtschaftlichkeit zweier Pumpspeicherwerke am Spotmarkt bewertet. Hierzu kommen zwei Modelle zum Einsatz, die eine fundamentale Preiszeitreihe in stündlicher Au ösung nutzen. Es zeigt sich, dass keines der beiden Pumpspeicherwerke bei einer angemessenen Rendite wirtschaftlich ist. Daher wird aufgezeigt, welche Rahmenbedingungen für eine positive Investitionsentscheidung bestehen müssten.

Hydrodynamisches Wehr zur Verhinderung der Sohlenerosion in Flüssen und zur Erhaltung der Schiffbarkeit bei Niedrigwasser@@@Hydrodynamically Functioning Weir to Prevent Riverbed Erosion and to Ensure Navigability when the Water Level is Low@@@Гидродинамический затвор для предотвращения донной эрозии в реках и для сохранения судоходности при низком уровне воды

Abstract: Für Flüsse, wo die beginnende oder erneute Sohlenerosion verhindert werden muss, wird ein hydrodynamisches Wehr zum Erosionsschutz vorgestellt. Mit diesem wird der Erosionsschutz unabhängig von der Grundwasseranhebung und lässt sich so „maßgeschneidert“ lösen. Hieraus folgt eine Vielzahl von ökologischen und wasserbaulichen Vorteilen. Es wird eine kostengünstige Kombination von Schlauchwehren und beweglichen stählernen Wehrkörpern vorgeschlagen, welche auch geeignet ist, die Schi„barkeit selbst bei ausgeprägtem Niedrigwasser aufrecht zu erhalten.

Hochwasserrückhalt durch natürliche Hochwasserretention entlang der bayerischen Donau@@@Flood Retention for Flood Mitigation along the Bavarian Danube@@@Аккумулирование паводковых вод посредством естественного удерживания паводковых вод в регионе вдоль баварского Дуная

Abstract: Hochwasserrückhalt durch natürliche Hochwasserretention ist ein sehr komplexes Thema, das stark von hydrodynamischen Vorgängen in den Ausuferungs ächen beein usst wird. Vor der Flusskorrektion der bayerischen Donau Anfang des 19. Jh. waren diese Ausuferungsvorgänge noch kaum vom Menschen beein usst. Mithilfe 2-D-hydrodynamischer Modellierung wurde gezeigt, dass im Falle eines großen bis extremen Hochwasserereignisses immense zusätzliche Rückhaltevolumina, wie sie in den Auen der historischen bayerischen Donau vorlagen, nicht zu einer nennenswerten Abminderung der Scheitelab üsse führen würden. Der vorliegende Beitrag vergleicht den heutigen und den historischen Zustand an einem besonders interessanten Teilabschnitt der Donau zwischen Neu-Ulm und Donauwörth. Es wird der Ein uss der Hochwasserretention unter Vernachlässigung des Zwischeneinzugsgebietes systematisch über eine Bandbreite verschiedener synthetischer Ganglinien quanti ziert. Die Wirkung natürlicher Hochwasserretention wird durch die Scheiteldämpfung und die Laufzeitverzögerung der Wellenscheitel im Untersuchungsgebiet dargestellt. Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die Wirkung von Hochwasserretention nicht mit dem aktivierbaren Retentionsvolumen korreliert werden kann.

Der Lageenergiespeicher aus Sicht der Wasserwirtschaft@@@Hydraulic Hydro Storage and its Water Usage@@@Установка, аккумулирующая потенциальную энергию, с точки зрения водного хозяйства

Abstract: Die Energiewende erfordert die Entwicklung neuer, e zienter Speichertechnologien. Bisher stellen Pumpspeicherkraftwerke die weit überwiegende Speicherkapazität zur Verfügung. Der Lageenergiespeicher ist eine Weiterentwicklung davon, die mit geringerer Wassermenge und Platzbedarf sehr große Energiemengen kostengünstig speichern kann. Dabei wird eine große Felsmasse mit Wasserdruck mittels Strom angehoben. Bei Strombedarf wird die Felsmasse abgelassen und das Wasser durch Turbinen geleitet. Die notwendigen Drücke und Maschinensätze sind ähnlich zu denen der konventionellen Pumpspeicher.

Abschätzung von Auswirkungen des Klimawandels auf den Landschaftswasserhaushalt im Fläming@@@Assessment of Climate Change Effects on Landscape Water Balance of the Fläming@@@Оценка воздействий изменения климата на водный баланс ландшафта в округе Флеминг (Fläming)

Abstract: Die bestehenden Nutzungskon ikte in der wasserwirtschaftlich sensiblen Region Fläming (ca. 100 km südwestlich von Berlin) werden sich durch den Klimawandel verschärfen. Um zukünftig eine nachhaltige Bewirtschaftung des Grundwasserkörpers zu gewährleisten, wurden bodenhydrologische Messungen durchgeführt und auf verschiedenen Skaleneinheiten unterschiedliche hydrologische Modelle (speziell WaSiM-ETH und TUB-BGR-Verfahren) angewandt. Die Ergebnisse erlauben Schlussfolgerungen über die zukünftige gebietsspezi sche Entwicklung der Grundwasserneubildung.

Stimmt die W/Q-Beziehung bei höchsten Abflüssen?@@@Does the Rating Curve Equate at Higher Levels of Flooding?@@@Соответствует ли соотношение уровень воды/расход потока при самых высоких стоках?

Abstract: Bemessungsab üsse sind die Lastannahmen für teure Hochwasserschutzmaßnahmen, für wertmindernde Abgrenzungen von Überschwemmungsgebieten oder schicksalsträchtige Entscheidungen der Hochwasserzentralen, ihre Angemessenheit ist volkswirtschaftlich essentiell. Als Quelle dienen die gewässerkundlichen Pegel. Ihre Kennlinien im Bereich hoher Ab üsse sind fragwürdig. „Kennen wir die Hochwasserdurch üsse ...?“ schrieb Prof. Pohl im Jahr 2002. Für Kenner der Szene lautet die Antwort: Schlecht. Mit der Modelltechnik kann diese Unsicherheit verringert werden.

Ein 1-D-Modell für ein Tiroler Wehr mit Kurvenströmungen für Standorte mit Steffturbine@@@A 1-D-Model of a Tyrolean Weir Considering Secondary Currents for Sites with a Steffturbine@@@Одномерная модель для плотины тирольского типа с криволинейными потоками для мест с использованием штефф-турбины (турбины с верхненаливным водяным колесом)

Abstract: Werden Tiroler Wehre zur Wasserfassung unter beengten Platzverhältnissen eingesetzt, kann eine zweimalige Umlenkung des Wasserstroms im Wehrkanal notwendig werden. In dieser Arbeit wird die Wehrkanalströmung mit einem 1-D-Gleichungsmodell simuliert und um den Ein uss der Sekundärströmungse ekte erweitert. Unter Verwendung von MATLAB konnte darauf aufbauend die Spiegellinie im Wehrkanal numerisch bestimmt und in eine StandAlone-Applikation umgesetzt werden. Die Kalibrierung erfolgte anhand eines Labormodels für ein Tiroler Wehr im schweizerischen Dürnten.

Integriertes Wasserressourcenmanagement: Auswirkungen von Subventionen im Agrarsektor in Südafrika@@@Integrated Water Resources Management: Subsidies in the Irrigation Sector of South Africa@@@Интегрированный менеджмент водных ресурсов: влияние субсидий в аграрном секторе в Южной Африке

Abstract: Die Subventionierung von Wasserpreisen ist in Südafrika insbesondere im Landwirtschaftssektor weit verbreitet. Mit einer sozial gerechten Verteilung der Wasserressourcen und der damit einhergehenden Förderung einer wirtschaftlichen Entwicklung der ländlichen Gebiete sollen die Ziele des seit 1994 geltenden Wasserrechts erreicht werden. Der Artikel beleuchtet die Auswirkungen von Subventionen im Agrarsektor auf gesamtwirtschaftliche Aspekte und diskutiert den vermeintlichen Widerspruch zwischen ökonomischer E„zienz sowie sozialer Gerechtigkeit in der Wasserverteilung.

Simulation und Steuerung der Wasserabgabe des Talsperrensystems des Flusses Rimac in Peru@@@Simulation and Control of the Water Release of the Water Reservoir System of the River Rimac in Peru@@@Моделирование и управление водоотдачей на плотинной системе реки Римак (Rimac) в Перу

Abstract: Das komplexe Talsperrensystem (21 Speicher) im Einzugsgebiet des Flusses Rimac hat große Bedeutung für die Deckung der Wasserversorgung (78 %) der Megastadt Lima (8,5 Mio. Einwohner), der Energieversorgung von Peru (11 %) und der regionalen landwirtschaftlichen Wasserversorgung. Die Speicher werden während der Regenzeit gefüllt und die Wasserabgaben fortwährend manuell so eingestellt, dass über die Trockenzeit eine konstante Versorgung gewährleistet ist. Der Beitrag stellt an diesem Beispiel einen neuen, leicht zu implementierenden Ansatz zur Steuerung der Wasserabgabe vor.

Faseroptische Messtechnik im Wasserbau - Praxiserfahrungen und neue Entwicklungen@@@Fibre Optical Measurements in Hydraulic Constructions - Practical Know-how and new Developments@@@Волоконно-оптическая технология измерения в гидростроительстве - практический опыт и новые разработки

Abstract: Seit mehr als 15 Jahren ndet die faseroptische Temperaturund Dehnungsmesstechnik Anwendung bei der Überwachung von Wassersperrbauwerken. Anhand von Praxisbeispielen wird über Erfahrungen bei der Integration der faseroptischen Messtechnik in Projekte mit mehrjähriger Bauzeit und umfangreichem Planungsaufwand berichtet. Des Weiteren werden die neuesten Entwicklungen der faseroptischen Dehnungsmesstechnik und deren Anwendung im Bereich der Böschungsund Setzungsüberwachung vorgestellt.

Gegenwart und Zukunft der Kaplan-Turbine bei Andritz Hydro@@@Present and Future of Kaplan Turbines at Andritz Hydro@@@Современность и будущее турбины Каплана в компании «Andritz Hydro»

Abstract: Andritz Hydro und die Kaplan-Turbine blicken auf eine fast hundertjährige gemeinsame Erfolgsgeschichte zurück. Noch heute basiert rund ein Viertel des Turbinengeschäfts auf KaplanTurbinen und jüngste Großprojekte sowie Modernisierungsaufträge für bestehende Anlagen zeugen von der ungebrochenen Attraktivität dieses Turbinentyps. Dank ihrer herausragenden Eigenschaften steht die Kaplan-Turbine aber auch stets für Innovation, sei es in der Entwicklung umweltfreundlicher Technologien („Green Kaplan“) oder im zukunftsträchtigen Bereich der Gezeitenenergie.