Optische Methoden ermöglichen neuen Blaualgen-Schnelltest
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2021)
Verf√§rbt sich im Sommer das Wasser in Badeseen und Teichen gr√ľn, dann handelt es sich dabei oft um Blaualgen. Diese k√∂nnen f√ľr Mensch und Tier gef√§hrliche Gifte in sich tragen, so dass immer wieder Gew√§sser von den Beh√∂rden schon vorsorglich gesperrt werden m√ľssen. Ein Physiker- und Physikerinnenteam arbeitet an der Leibniz Universit√§t Hannover an einem Schnelltest, um die giftigen Blaualgen schon vor Ort sicher von den harmlosen zu unterscheiden. Damit k√∂nnen die Kosten f√ľr Wasseruntersuchungen gesenkt und unn√∂tige Gew√§ssersperrungen vermieden werden.

Kolkexperimente an Br√ľckenpfeilern unter Sedimenttransportbedingungen mit Polystyrolgranulat
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Br√ľckenzerst√∂rungen durch Auskolkungen erfolgen bei hohen Str√∂mungsintensit√§ten, die im Wasserbaulabor nur schwierig nachzubilden sind. In einer hydraulischen Versuchsrinne mit Sedimentr√ľckf√ľhrung wurden physikalische Modellversuche zur Kolkbildung an Br√ľckenpfeilern unter Klarwasserbedingungen, bei Geschiebetransport und Suspensionstransport durchgef√ľhrt. Als Sediment wurde das Kunststoffgranulat Polystyrol verwendet. Die Flie√ügeschwindigkeiten betrugen das 0,8- bis 8,5-fache der kritischen Geschwindigkeit des Sohlenmaterials. Die maximale Kolktiefe wurde kontinuierlich mit einer endoskopischen Kamera aus dem Inneren eines kreisrunden Plexiglaszylinders gemessen.

Versuchsbetrieb mit Sedimentmischungen aus Kunststoffgranulaten
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
In gegenst√§ndlichen morphologischen Flussmodellen wird das Natursediment h√§ufig durch Kunststoffgranulate nachgebildet. F√ľr den Umgang mit homogenem Material liegen gute Erfahrungen zum Laboralltag vor. Neuerdings werden Flussmodelle zur Nachbildung weitgestufter Kornverteilungen mit Mischungen aus Granulaten unterschiedlicher Dichte betrieben. Dazu sind neue Verfahren und Ger√§te f√ľr das Wasserbaulabor zu entwickeln. Optische Verfahren k√∂nnen f√ľr eine √úberpr√ľfung der Mischungsverh√§ltnisse verwendet werden. Die Vermessung der Modelltopographien stellte ein ungeahntes Problem dar, da die g√§ngigen Laserscanner nicht in der erforderlichen Genauigkeit bei halbtransparenten Kunststoffen arbeiten, so dass photogrammetrische Methoden besser geeignet sind. Die verwendeten Sedimentmischungen m√ľssen nach einem Versuch wieder getrennt werden. Ein modifizierter Gegenstrom-Sichter wurde entwickelt, welcher die Kunststoffgranulate mit einer hohen Trennsch√§rfe separieren kann.

Administrative und praktische Umsetzung von Gewässerentwicklungsmaßnahmen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2021)
Im Januar 2021 beteiligten sich Experten aus ganz Deutschland an einem virtuellen Hydromorphologie-Workshop des Umweltbundesamtes. Sie diskutierten u. a. die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie. Ihre Ergebnisse und Kernbotschaften werden in diesem Nachbericht vorgestellt.

Auswirkungen historischer anthropogener Einfl√ľsse auf den heutigen Gew√§sser- und Hochwasserschutz
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (2/2021)
Menschliche Aktivit√§ten beeinflussen bereits seit Jahrhunderten die Flie√ügew√§ssersysteme. Heutzutage werden vor allem kleine Flie√ügew√§sser renaturiert, da diese direkt abh√§ngig von nat√ľrlichen und menschlichen Ver√§nderungen im Einzugsgebiet sind und menschliche Aktivit√§ten die urspr√ľnglichen Bedingungen √ľberlagern. Doch ist die R√ľckkehr zu einem ‚Äěmorphologisch nat√ľrlichen‚Äú Zustand √ľberhaupt m√∂glich?

Hydraulische Berechnungen f√ľr die Entwicklung eines Auenstrukturplans an der Elbe in Niedersachsen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (11/2019)
Gro√übewuchs auf den Flussvorl√§ndern stellt nach wie vor einen zentralen Diskussionspunkt zwischen Hochwasserschutz und Naturschutz dar, in dem sich oftmals wasserwirtschaftliche und √∂kologische Ziele kontr√§r gegen√ľberstehen. In einem Auenstrukturplan sollen die Belange des Hochwasserschutzes und der √Ėkologie f√ľr die Elbe in Niedersachsen zusammengef√ľhrt werden. Die Grundlage f√ľr den Auenstrukturplan bilden hydraulische Berechnungen mit einem 2-D-HN-Modell. Mit diesem wurde die Wirkung des derzeit vorzufindenden Gro√übewuchses sowie die Wirkung von geplanten Geh√∂lzr√ľckschnitts-Ma√ünahmen in ihrer hydraulischen Wirkung auf die Wasserspiegellage bei Hochwasser berechnet.

Laboruntersuchungen zum Fischabstieg √ľber ein Wasserwirbelkraftwerk
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2019)
Am 1:1-Modell eines Wasserwirbelkraftwerks erfolgten ethohydraulische Untersuchungen zur Passierbarkeit und dem passagebedingten Verletzungsrisiko typischer Fischarten der √Ąschenregion. Die Kombination von RFID-Telemetrie und Videoaufzeichnung erm√∂glichte eine qualitative und quantitative Analyse des Verhaltens der Fische sowie die statistische Absicherung der Ergebnisse. Meidungsverhalten im Einlaufbereich und Verz√∂gerungen des Abstiegs waren nachweisbar, signifikante Beeintr√§chtigungen der Fische durch passagebedingte Sch√§digungen traten jedoch nicht auf.

Betriebs√ľberg√§nge von hydraulischen Str√∂mungsmaschinen ‚Äď ein neuer Versuchsstand
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2019)
Durch die Zunahme von fluktuierenden Erzeugern bei der Stromproduktion tritt die Stabilisierung des elektrischen Netzes zunehmend in das Interesse der Forschung. Die Fragestellung, inwieweit die Wasserkrafttechnologie in der Lage ist, Regelenergie in gro√üem Ma√üe in k√ľrzester Zeit bereitzustellen, erfordert die Untersuchung des dynamischen Verhaltens von hydraulischen Maschinen. F√ľr die Erforschung dieser transienten Betriebs√§nderungen wird ein neuer leistungsstarker und hoch flexibler Versuchsstand im Laboratorium des Institutes f√ľr Str√∂mungsmechanik und Hydraulische Str√∂mungsmaschinen an der Universit√§t Stuttgart aufgebaut.

Hydraulischer Kurzschluss im Kraftwerk Vianden - Anlagendynamik und CFD-Simulationen der Abzweiger
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2019)
F√ľr das Pumpspeicherkraftwerk Vianden (Luxemburg) wurde mittels 1-D- und 3-D-Simulation die M√∂glichkeit des hydraulischen Kurzschlussbetriebs f√ľr die Maschinens√§tze 1-4 und 5-9 untersucht. Hierzu wurden unterschiedliche Maschinenkombinationen auf potenzielle Risiken, wie etwa das Auftreten von Kavitation, Druckst√∂√üe, Gr√∂√üe der Leitungsverluste, Druckschwankungen etc., untersucht und bewertet.

Vorhersage von stationären Strömungsfeldern mit neuronalen Netzen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2019)
F√ľr die Auslegung, Analyse und Optimierung von Str√∂mungsmaschinen werden numerische Str√∂mungsfeldsimulationen (CFD) verwendet. Diese Methoden sind oftmals rechenintensiv und zeitaufwendig. Es hat sich gezeigt, dass neuronale Netze in der Lage sind, physikalische Zusammenh√§nge zu erlernen. In diesem Beitrag wird ein Convolutional-Neural-Network-Modell (CNN-Modell) zur Vorhersage von station√§ren 2-D-Str√∂mungsfeldern vorgestellt. Der Fokus liegt dabei auf der Verarbeitungskette und der Analyse der Testergebnisse.

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