Wasserwirtschaft 02-03/2016
| Nachhaltige Wasserversorgung in der indischen Megastadt Hyderabad – Aktuelle Probleme und Lösungsansätze für die Zukunft Benedikt Bader, Dr. rer. nat. Klaus Baier, Univ.-Professor Dr.rer.nat. Dr.h.c. Rafig Azzam Megaurbanisierung führt besonders in Entwicklungs- und Schwellenländern zu erheblichen Herausforderungen. Vor allem sind die Städte in diesen Ländern durch starke Umweltverschmutzung und hohen Ressourcenverbrauch gekennzeichnet. Besonders die Etablierung eines adäquaten Wassermanagementkonzepts wird durch das schnelle Wachstum der Städte und den kontinuierlich steigenden Bedarf an Wasser stark erschwert. In vielen Megastädten weltweit ist eine andauernde Wasserknappheit bereits jetzt die Folge dieses Urbanisierungsprozesses. Im Folgenden wird das Verbesserungspotenzial der Wassernutzung und dessen Managements in der indischen Megastadt Hyderabad analysiert. |
| Moderne Steuerungstechnik sorgt für hohe Qualität in der Wasseraufbereitung Norbert Brousek, Thorsten Pross Bei der Wasseraufbereitung sorgt eine moderne Steuerungstechnik dafür, dass aufwendige mechanische, biologische und chemische Prozesse zuverlässig ihre Dienste verrichten. Am Beispiel der Kläranlage Geesthacht wird gezeigt, wie eine solche Modernisierung durchgeführt wird. Zudem wird die Bedeutung von Steuerungssystemen und zugehörigen elektrotechnischen Komponenten aufgezeigt. |
| Das Projekt Illerkraftwerk Au – Eine ökologisch verträgliche Wasserkraftanlage
mit dynamischer Stauzielregelung Dipl.-Ing. (FH) Walter Feßler, Volker Wiegand, Dipl.-Ing. (FH) Bernd Brennauer, Dipl.-Ing. Michael Schuchert An der Iller in Kempten wird derzeit eine Pilotanlage zur Reaktivierung einer bestehenden Gefällestufe mit niedriger Fallhöhe realisiert. Zur Verbesserung der Jahresarbeit wird dabei das Stauziel nur bei höheren Abflüssen im Gewässer temporär angehoben. Zum Einsatz kommt hier eine Kombination aus der neu entwickelten VLH-Turbine mit zwei Schlauchwehren sowie eine abflussabhängige Stauzielregelung. |
| Mit Grundfos-i-Solutions zur Wasserwirtschaft 4.0 Günter Knackfuss, Dipl.-Ing. Heribert Meyer Eine Presseexkursion führte Fachjournalisten im November 2015 in die Grundfos-Zentrale nach Bjerringbro (DK) und die Pumpenfertigung Aalestrup. Das seit 70 Jahren bestehende Unternehmen hat heute Niederlassungen in 80 Ländern mit 19 000 Beschäftigten. |
| Analyse der Strömungsprozesse in unterirdischen Tiefspeichern von Pumpspeicherwerken mit Telemac2D Moritz Kreyenschulte, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Elena Pummer, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf Angesichts eines sich rasant verändernden Strommarktes mit vermehrter Einspeisung von erneuerbarer Energie, deren Erzeugungsleistung deutlichen Fluktuationen unterworfen ist, gewinnt die Möglichkeit der großmaßstäblichen Energiespeicherung zunehmend an Bedeutung. Unterirdische Pumpspeicherwerke könnten einen solchen Energiespeicher bereitstellen. Die Strömungsvorgänge in verzweigten Tiefspeichern dieser Bauwerke sind bislang noch nicht ausreichend erforscht. Im Folgenden werden Ergebnisse einer 2-D-tiefengemittelten numerischen Simulation zur Analyse der Strömungsprozesse bei Variation der geometrischen Eigenschaften des Unterbeckens dargestellt. |
| Die Bewertung des ökologischen Zustandes von Gräben – ein Verfahrensvergleich Dr. Uta Langheinrich, Prof. Dr. Volker Lüderitz Gräben und Grabensysteme sind in Norddeutschland verbreitete Gewässerformen. Im Sinne der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) sind Gräben künstliche Wasserkörper, für die das Umweltziel „Gutes ökologisches Potenzial“ definiert werden muss. Der vorliegenden Arbeit liegt die Untersuchung von insgesamt 49 Niedermoorgräben in Sachsen-Anhalt und Niedersachen zugrunde. Von den Autoren wurde eine multimetrische Methode zur Bewertung von Niedermoorgräben und kleinen Kanälen mittels Makroinvertebraten und Makrophyten entwickelt. Ebenfalls auf Grundlage eines multimetrischen Indexes mit Makroinvertebraten entstand ein niederländisches Bewertungsverfahren für Gräben. Dieses Verfahren fand ebenfalls auf die hier untersuchten Gewässer Anwendung. Die Eignung beider Verfahren für die Grabenbewertung konnte bestätigt werden. Das ökologische Potenzial der Gewässer hängt überwiegend von der Umfeldnutzung und dem Unterhaltungsregime ab. |
| Die irrtümliche Herleitung der Torricelli-Formel aus der Bernoulli-Gleichung Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Malcherek Eine der grundlegenden physikalischen Zusammenhänge in Wasserwirtschaft und Verfahrenstechnik ist die Ausflussformel von Torricelli, die einen Zusammenhang zwischen dem Ausfluss durch eine Öffnung und dem Füllstand über der Öffnung im Gefäß herstellt. |
| Der Fischlift am Gadmerwasser im Berner Oberland, Schweiz Dipl.-Ing. (FH) Matthias Meyer, Dr. Steffen Schweizer, Dipl.-Ing. Elena Andrey, Dipl.-Geograf Willy Müller, Martin Flück Im Jahr 2013 wurde durch die Kraftwerke Oberhasli AG (KWO) beim Ausgleichsbecken Fuhren ein Fischlift in Betrieb genommen. Vorangegangen war eine intensive Planungsphase mit einem Variantenstudium zur freien Fischwanderung in diesem Abschnitt des Gadmerwassers. Dabei zeigte sich, dass der Bau eines Fischliftes sowohl fischökologisch als auch ökonomisch die beste Lösung für diesen Standort darstellt. Eine große Herausforderung bestand darin, eine funktionsfähige Fischauf- und -abstiegsanlage für die Bachforelle als Zielart trotz 2 m Wasserspiegelschwankungen im Oberwasser und einem definierten Restwasserregime im Unterwasser zu realisieren. Ein kamerabasiertes Langzeitmonitoring bestätigt die flussaufwärtsgerichtete Funktionsfähigkeit. |
| Überlegungen zur Abschätzung der Wirtschaftlichkeit von Pumpspeicherkraftwerken Dr.-Ing. Christoph Rapp, Andreas Zeiselmair, Dipl.-Ing. Andres Botero Halblaub In diesem Artikel werden Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit von Pumpspeicherkraftwerken bzw. Energiespeichern im Allgemeinen angestellt. Dabei werden verschiedene mathematische Operationen zur Beurteilung der sogenannten hourly Forward Curve (hFC; Stundenpreis-Kurve) der Stadtwerke München GmbH von 2012 zum Ansatz gebracht, um diese in Bezug auf ihre Schwankungen in den drei Szenarien (Hoch-, Zentral- und Tiefpreis) untersuchen zu können. Außerdem wird die Reihe mit einem zum Mittelwert rückkehrenden Prozess moduliert. Dabei wird der Fokus neben Simplex-Optimierungen und stochastischen Momenten auf die Fourier-Analyse der Preiszeitreihe gelegt. Es konnte ein linearer Zusammenhang zwischen den Summen der Effektivwerte der hFC und den Gewinnen (Stromverkauf abzgl. Pumpkosten) nachgewiesen werden. Weitere Einblicke geben die prognostizierten Stillstandszeiten. |
| Positionspapier „Living Rivers“ Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf, Prof. Dr.-Ing. André Niemann zur Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie in Wissenschaft und Praxis |
| Statistische Bewertung der Hochwasserkoinzidenz zur Planung des technischen Rückhalts Dr. Markus Schulte, Prof. Dr. Andreas Schumann Bei großen Hochwasserereignissen kommt es zur Überlagerung von Scheiteln aus verschiedenen Teileinzugsgebieten. Die Wirkung von Rückhaltesystemen kann mit Szenarien bewertet werden, die diese räumlichen Verhältnisse berücksichtigen. Dies erfordert die Einschätzung der Plausibilität der betrachteten Ereignisse, wofür die übliche Scheitelstatistik jedoch nicht ausreicht. Somit ergibt sich durch die gemeinsame Betrachtung räumlich verteilter, aber zeitgleicher Merkmale der Bedarf an einer multivariaten statistischen Bewertung. Die hier vorgestellten Ansätze auf Grundlage von Copulas bieten dazu eine Möglichkeit. |
| Einfluss der Wiedervernässung eines Moores im Nationalpark Harz auf die Mobilität des gelösten organischen Kohlenstoffs (DOC) Dipl.-Ing. (FH) Katja Osterloh, Dr. Nadine Tauchnitz, Dipl.-Ing. (BA) Ines Wehner, Dr. Hans-Ulrich Kison, Prof. Dr. Ralph Meissner In den letzten beiden Jahrzehnten wurden zunehmend ansteigende Konzentrationen von gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) in Oberflächengewässern beobachtet, die zu Problemen bei der Trinkwasseraufbereitung führen können. Organische Böden, die den größten terrestrischen Kohlenstoff-Pool darstellen, werden als Hauptquellen für DOC angesehen. Zum Einfluss der Wiedervernässung gestörter Moore auf die Mobilität von DOC liegen bisher widersprüchliche Ergebnisse vor. In vorliegender Arbeit wurden die DOC-Konzentrationen im Moorwasser eines seit 2005 schrittweise wiedervernässten Moores im Nationalpark Harz sowie potentielle Einflussfaktoren auf die DOC-Mobilität über einen Zeitraum von 4 Jahren untersucht und mit einem naturnahen Moorstandort verglichen. |
| Rhithrale fischökologische Zielerfüllung, Gewässerstruktur und Durchgängigkeit Dr.-Ing. Klaus Träbing, Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald Gemäß WRRL wird die fischökologische Zielerfüllung für 297 hessische Oberflächenwasserkörper in Abhängigkeit von Gewässerstruktur und anthropogenem Wanderhindernisbestand dargestellt. Überraschenderweise sind im Rhithral die Wanderhindernisabstände bei Zielerfüllung zum Teil geringer als bei Zielverfehlung. Daraus lassen sich unmittelbar Schlussfolgerungen für die Maßnahmenpriorisierung in der effizienten Gewässerentwicklung ableiten. |
| Vergleichende Analyse des Fischabstiegs an drei Wasserkraftanlagen einer Kraftwerkskette Dr. rer. nat. Falko Wagner In der Weißen Elster, einem rechten Nebenfluss der Saale, wurde 2013 der Fischabstieg und Fischschutz an drei Wasserkraftanlagen im Bereich einer 10,5 km langen Kraftwerkskette untersucht. Die Quantifizierung des Fischabstiegs über die einzelnen Abstiegskorridore erfolgte durch Netzfänge. Ergänzend wurde das Fischverhalten im Oberwasser am Fischschutzrechen sowie im Einstiegsbereich der Bypässe mittels Sonarkamera beobachtet. Wenngleich primär keine wissenschaftlichen Fragestellungen im Vordergrund der Untersuchungen standen, ermöglichen die Ergebnisse verallgemeinerbare Rückschlüsse zum Einfluss der Position und der Bauweise der Bypassöffnungen sowie des Anströmwinkels des Fischschutzrechens auf die Wirksamkeit der Fischschutz- und Fischabstiegseinrichtung an kleinen Kraftwerken. |
| Einführung des Web Service XHydro zur harmonisierten Pegeldatenübertragung Dipl.-Ing. (FH) Jens Wilhelmi, Dr. Ulrich Barjenbruch Zur kontinuierlichen Erfassung der Wasserstände und Abflüsse an Bundeswasserstraßen unterhält die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) ein gewässerkundliches Messnetz. Durch dessen sukzessiven Ausbau und bereichsweise vorgenommene Modernisierungen hat sich im Laufe der Zeit eine Vielfalt von Datenformaten und -abrufprotokollen entwickelt. Diese heterogene Struktur soll nun durch die verbindliche Einführung einer einheitlichen, standardisierten Übertragungstechnik auf Basis von Web Services harmonisiert werden. |
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