Staustufenmanagement als Teil des Hochwassermanagements - Modellierung des bayerischen Inns
Bei staugeregelten Flüssen stellt sich insbesondere nach großen Hochwasserereignissen, wie z. B. dem Hochwasser 2013, die zentrale Frage, ob es durch eine intelligente Steuerung möglich ist, die Stauräume für den Hochwasserrückhalt zu nutzen, um den Hochwasserscheitel zu reduzieren. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass für den Inn ein Potenzial zur Scheitelminderung gegeben ist. Sie verdeutlichen jedoch auch, dass hierzu ein gutes Prozessverständnis zur Wechselwirkung zwischen Betrieb der Staustufen und Strömungsverhalten des Flusses sowie umfangreiche Analysen und Sensitivitätsuntersuchungen zu einer Vielzahl von Parametern und Messwerten erforderlich ist. Nur durch Berücksichtigung der genannten Aspekte in einem komplexen Modell ist es möglich, letztendlich praxisrelevante Steuerungsoptionen für den realen Betrieb zu entwickeln.
1 Einführung
Das Hochwasser im Jahr 2013 stellte unter anderem in Passau an der Donau und Oberösterreich ein Ereignis mit einer Jährlichkeit von weit über 100 Jahren und Rekordwasserständen dar und ging mit großen Überschwemmungen und Schäden einher [1], [2]. Nach großen Hochwassern stellt sich die zentrale Frage nach einer möglichen Hochwasserabminderung durch Eine intelligente Steuerung von Staustufen. Das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kassel führte im Auftrag des Bayerischen Landesamtes für Umwelt Untersuchungen durch, ob es durch modifizierte Wehrbetriebsordnungen (WBO) Potenziale gibt, den Hochwasserabfluss des Inns zu verringern. Für die fachgerechte Bearbeitung der genannten Fragestellung ist ein Modellsystem erforderlich, das die komplexenhydraulischen Vorgänge des Hochwassergeschehens und die regelungstechnischen Vorgänge der Staustufensteuerung gleichermaßen abbilden kann [3], [5], [7]. Im Rahmen der Untersuchung wurde ein eindimensionales hydrodynamisch-numerischesVerfahren (1-D-HN-Modell) genutzt, das mit Matlab/Simulink gekoppelt werden kann [3], [7]. Es bietet damit dieMöglichkeit, regelungstechnische Aspekte des Staustufenbetriebes und damit die Wehrbetriebsordnungen der Staustufen abzubilden und gleichzeitig den Einfluss der Steuerung auf die Strömungsverhältnisseim Stauraum zu analysieren. Das eingesetzte Modellierungswerkzeug, welches eine umfangreiche Tool-Boxmit verschiedenen Arten der Wasserhaushaltsregelung für einzelne Staustufen und auch Staustufenketten beinhaltet, wurde am Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft entwickelt, in einer Vielzahl von Projekten erfolgreich eingesetzt und wird stetig weiterentwickelt [3], [6], [7].
| Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH | |
| Quelle: | Wasserwirtschaft - Heft 04 (April 2022) | |
| Seiten: | 6 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 10,90 | |
| Autor: | Sarah Dickel  Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald | |
| Artikel weiterleiten | In den Warenkorb legen
| Artikel kommentieren |
Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:
Tragverhalten alter Staumauern und Folgerungen für die Bauwerksüberwachung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (11/2022)
Die Sicherheit einer Talsperre hängt sowohl von der rechnerischen Tragfähigkeit der Staumauer gemäß Norm als auch von einer sorgfältigen Bauwerksüberwachung ab. Mit modernen Berechnungsverfahren lassen sich nicht nur die geforderten Sicherheitsnachweise führen, sondern auch das Trag- und Verformungsverhalten im Ist- und Bruchzustand genauer darstellen. Auf Basis zahlreicher statischer Analysen an verschiedenen Staumauermodellen werden das komplexe Bruchverhalten beschrieben und Empfehlungen für die Bauwerksüberwachung abgeleitet.
Wassermengenmanagement in Schöpfwerksgräben zur Stärkung des Landschaftswasserhaushalts
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2022)
Vor dem Hintergrund der trockenen Jahre 2018 – 2020 wurden die Möglichkeiten und Grenzen einer an den Klimawandel angepassten Landschaftsentwässerung untersucht. Praxistaugliche Lösungen wurden entwickelt, um durch eine angepasste Landschaftsentwässerung Auswirkungen des Klimawandels möglichst zu kompensieren.
Konzepte zur Wiederverwendung von aufbereitetem Abwasser im Unteren Jordantal
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (8/2022)
Aufbereitetes Abwasser gewinnt als Nutzwasserressource zunehmend an Bedeutung, besonders in semi-ariden Gebieten. In dieser Studie wird das Potenzial für die Wiederverwendung von aufbereitetem Abwasser im Unteren Jordantal anhand von drei Varianten untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass ein erheblicher Bedarf für Bewässerungszwecke in der Landwirtschaft besteht, aber auch, dass die Aquifer-Speicherung mittels kontrollierter Grundwasseranreicherung oder die Rehabilitierung der Jordanflussauen vielversprechende Wiederverwendungsoptionen darstellen.
Automatisierter Staustufenbetrieb auf Basis lokaler Wasserhaushaltsregelungen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2022)
Der sichere Betrieb von Stauanlagen mit Einhaltung zahlreicher, teils konträrer Anforderungen hinsichtlich Stromerzeugung, Schifffahrt, Hochwasserschutz und ökologischer Aspekte stellt für die Betreiber eine komplexe Aufgabe dar, bei der das Wartenpersonal zunehmend durch automatisierte Wasserhaushaltsregelungen unterstützt wird. Mithilfe einer gekoppelten Simulation von Hydrodynamik und Regelungstechnik können die lokalen Wasserhaushaltsregelungen an zahlreiche Fragestellungen und die speziellen Gegebenheiten jeder einzelnen Stauanlage angepasst werden.
Beckenrampen - Dimensionierung und Stabilität bei Hochwasser
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2022)
Es wird eine aus Modellversuchen abgeleitete Methode für die Dimensionierung der Steingrößen von Beckenrampen bei Hochwasser vorgestellt. Der Anwendungsbereich erstreckt sich auf Gefälle zwischen 1 % und 4 % sowie einem mittleren Riegelabstand von größer als 3,25 m. Die Dimensionierungsregeln sind auch für hochbelastete Bauwerke mit spezifischen Abflüssen bis zumindest 25 m³/(s ∙ m) geeignet.
