Sedimentmanagement in Staustufenketten - Notwendigkeit und Herausforderungen am Beispiel der Lech-Stufe 2 Prem
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2022)
Im Stauraum der Lech-Stufe 2 mündet der Halblech, der mit seiner dynamischen Abflusscharakteristik hohe Sedimentfrachten trägt. Durch veränderte Randbedingungen im Einzugsgebiet des Halblechs kam es in den vergangenen Jahren zu einem beständigen Vorwachsen eines Mündungsdeltas. Durch gezieltes Sedimentmanagement sollen die entstandenen Geschiebeareale als Standort der Deutschen Tamariske aufrechterhalten werden, aber auch im Bereich der vorwiegenden Feinsedimentablagerungen die Flachwasserbereiche mit Habitaten für Watvögel und Laichplätze. Im Rahmen einer systemischen Betrachtung sind sowohl die ökologischen als auch morphologischen Eigenschaften der Sedimente zu berücksichtigten.
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Im Stauraum der Lech-Stufe 2 mündet der Halblech, der mit seiner dynamischen Abflusscharakteristik hohe Sedimentfrachten trägt. Durch veränderte Randbedingungen im Einzugsgebiet des Halblechs kam es in den vergangenen Jahren zu einem beständigen Vorwachsen eines Mündungsdeltas. Durch gezieltes Sedimentmanagement sollen die entstandenen Geschiebeareale als Standort der Deutschen Tamariske aufrechterhalten werden, aber auch im Bereich der vorwiegenden Feinsedimentablagerungen die Flachwasserbereiche mit Habitaten für Watvögel und Laichplätze. Im Rahmen einer systemischen Betrachtung sind sowohl die ökologischen als auch morphologischen Eigenschaften der Sedimente zu berücksichtigten.
Planspiele zur Umsetzung der Düngeverordnung in Niedersachsen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (7/2021)
In zwei Planspielen simulierten Teilnehmer in Rotenburg und Cloppenburg im Frühjahr und Herbst 2018 die Einführung der neuen 2017 novellierten Düngeverordnung. Mit dem Projekt wurden Betroffene mit den neuen düngerechtlichen Regelungen vertraut gemacht.
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In zwei Planspielen simulierten Teilnehmer in Rotenburg und Cloppenburg im Frühjahr und Herbst 2018 die Einführung der neuen 2017 novellierten Düngeverordnung. Mit dem Projekt wurden Betroffene mit den neuen düngerechtlichen Regelungen vertraut gemacht.
Experimentelle Untersuchungen zu Sedimentablagerungen in einer
Flusskrümmung am Mittelrhein
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Die Bundesanstalt für Wasserbau untersucht im großmaßstäblichen Modellversuch eine für die Binnenschifffahrt herausfordernde Krümmung im Mittelrhein bei Oberwesel. In der Flusskrümmung wird die Schifffahrt durch Sedimentanlandungen entlang einer Kiesbank am Innenufer erschwert. Diese Anlandungen werden derzeit durch Baggerung wiederkehrend entfernt. Flussbauliche Maßnahmen sollen helfen, den Unterhaltungsaufwand zu vermindern. Eine besondere Herausforderung bei der Modellierung lag darin, das Natursediment auf ein geeignetes Modellsediment zu übertragen. Als Modellsedimente wurden verschiedene Kunststoffgranulate unterschiedlicher Dichte als Granulatmischungen eingesetzt.
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Die Bundesanstalt für Wasserbau untersucht im großmaßstäblichen Modellversuch eine für die Binnenschifffahrt herausfordernde Krümmung im Mittelrhein bei Oberwesel. In der Flusskrümmung wird die Schifffahrt durch Sedimentanlandungen entlang einer Kiesbank am Innenufer erschwert. Diese Anlandungen werden derzeit durch Baggerung wiederkehrend entfernt. Flussbauliche Maßnahmen sollen helfen, den Unterhaltungsaufwand zu vermindern. Eine besondere Herausforderung bei der Modellierung lag darin, das Natursediment auf ein geeignetes Modellsediment zu übertragen. Als Modellsedimente wurden verschiedene Kunststoffgranulate unterschiedlicher Dichte als Granulatmischungen eingesetzt.
Stauraumverlandung von Hochgebirgstauseen: Experimentelle Modellversuche
mit Mischungen aus Kunststoffgranulat und Sand
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In Hochgebirgsstauseen erfolgt der Sedimenteintrag aus Einzugsgebieten, die durch Vegetationsmangel geprägt sind und dadurch bei Extremereignissen stark erodiert werden. Das eingetragene Sediment ist oftmals eine Mischung aus Kies und Sand sowie kleineren Anteilen aus Schluffen und Tonen. Der Kies wird als Geschiebe transportiert und bildet am oberen Teil des Stausees einen deltaförmigen Transportkörper, der im Stausee langsam zur Talsperre wandert. Der Sand wird überwiegend in Suspension transportiert und bei den vornehmlich kleineren Stauräumen bis hin zum Absperrbauwerk abgelagert. Der Sedimenteintrag verringert den Stauraum z. T. deutlich. Da Kies im Wesentlichen als Geschiebe und Sand primär als Suspension in den Stauraum eingetragen werden, müssen diese morphodynamischen Prozesse im physikalischen Modell unterschiedlich betrachtet werden. Im Rahmen von zwei Consulting-Projekten an Talsperren in Chile wurden morphodynamische Experimente für Stauräume durchgeführt mit dem Ziel, die Stauraumverlandung durch eingetragenes Sediment aus Kies und Sand zu reduzieren. Als Modellsediment wurde eine Mischung aus Sand und Kunststoffgranulat verwendet. Die Ergebnisse zeigten, dass mit den getesteten innovativen Verfahren im physikalischen Modell die Baggerungen im Stausee deutlich reduziert werden konnten.
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In Hochgebirgsstauseen erfolgt der Sedimenteintrag aus Einzugsgebieten, die durch Vegetationsmangel geprägt sind und dadurch bei Extremereignissen stark erodiert werden. Das eingetragene Sediment ist oftmals eine Mischung aus Kies und Sand sowie kleineren Anteilen aus Schluffen und Tonen. Der Kies wird als Geschiebe transportiert und bildet am oberen Teil des Stausees einen deltaförmigen Transportkörper, der im Stausee langsam zur Talsperre wandert. Der Sand wird überwiegend in Suspension transportiert und bei den vornehmlich kleineren Stauräumen bis hin zum Absperrbauwerk abgelagert. Der Sedimenteintrag verringert den Stauraum z. T. deutlich. Da Kies im Wesentlichen als Geschiebe und Sand primär als Suspension in den Stauraum eingetragen werden, müssen diese morphodynamischen Prozesse im physikalischen Modell unterschiedlich betrachtet werden. Im Rahmen von zwei Consulting-Projekten an Talsperren in Chile wurden morphodynamische Experimente für Stauräume durchgeführt mit dem Ziel, die Stauraumverlandung durch eingetragenes Sediment aus Kies und Sand zu reduzieren. Als Modellsediment wurde eine Mischung aus Sand und Kunststoffgranulat verwendet. Die Ergebnisse zeigten, dass mit den getesteten innovativen Verfahren im physikalischen Modell die Baggerungen im Stausee deutlich reduziert werden konnten.
Nachbildung von Geschiebeschüttkegeln mit Kunststoffgranulaten
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Am Beispiel der Isarmündung in die Donau zeigt sich, dass heterogenes Kiesmaterial im Mündungsbereich eines Flusses als sogenannter Schüttkegel abgelagert werden kann. Am Zusammenfluss von Isar und Donau führt dies zu Beeinträchtigungen der Schifffahrt. Um diese morphologische Situation in einem gegenständlichen Modell untersuchen zu können, ist ein geeignetes Modellmaterial auszuwählen. Dazu wurden an der Hochschule Magdeburg-Stendal umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um nachfolgende Laborversuche der Bundesanstalt für Wasserbau mit der erforderlichen Naturähnlichkeit zu ermöglichen.
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Am Beispiel der Isarmündung in die Donau zeigt sich, dass heterogenes Kiesmaterial im Mündungsbereich eines Flusses als sogenannter Schüttkegel abgelagert werden kann. Am Zusammenfluss von Isar und Donau führt dies zu Beeinträchtigungen der Schifffahrt. Um diese morphologische Situation in einem gegenständlichen Modell untersuchen zu können, ist ein geeignetes Modellmaterial auszuwählen. Dazu wurden an der Hochschule Magdeburg-Stendal umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um nachfolgende Laborversuche der Bundesanstalt für Wasserbau mit der erforderlichen Naturähnlichkeit zu ermöglichen.
Modelluntersuchungen zum Kolkprozess am Wehr Geesthacht
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Untersuchungen an der Wehranlage Geesthacht zeigen, dass Kolkprozesse in gegenständlichen Modellen nach wie vor eine Herausforderung darstellen. Einerseits erfordert die Abbildung der morphologischen Prozesse von feinen Sedimenten Kompromisse bei der Naturähnlichkeit. Andererseits sind berührungslose Methoden erforderlich, um den Kolkprozess im laufenden Versuch zu beobachten. Insgesamt konnten die maßgebenden Randbedingungen für den Kolkprozess aufgezeigt werden, so dass Sicherheit für die Planung der notwendigen geometrischen Veränderungen des Tosbeckens und für die Konzeptionierung der Kolksicherungsstrecke besteht.
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Untersuchungen an der Wehranlage Geesthacht zeigen, dass Kolkprozesse in gegenständlichen Modellen nach wie vor eine Herausforderung darstellen. Einerseits erfordert die Abbildung der morphologischen Prozesse von feinen Sedimenten Kompromisse bei der Naturähnlichkeit. Andererseits sind berührungslose Methoden erforderlich, um den Kolkprozess im laufenden Versuch zu beobachten. Insgesamt konnten die maßgebenden Randbedingungen für den Kolkprozess aufgezeigt werden, so dass Sicherheit für die Planung der notwendigen geometrischen Veränderungen des Tosbeckens und für die Konzeptionierung der Kolksicherungsstrecke besteht.
Plastikpiraten erforschen die Müllverschmutzung von deutschen Flüssen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Im Citizen-Science-Projekt „Plastikpiraten“ zur Erforschung der Müllverschmutzung deutscher Fließgewässer werden bundesweit Jugendliche in den wissenschaftlichen Forschungsprozess integriert. Sie erheben Daten zur Müllverschmutzung an Flüssen. Diese werden wissenschaftlich ausgewertet und publiziert.
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Im Citizen-Science-Projekt „Plastikpiraten“ zur Erforschung der Müllverschmutzung deutscher Fließgewässer werden bundesweit Jugendliche in den wissenschaftlichen Forschungsprozess integriert. Sie erheben Daten zur Müllverschmutzung an Flüssen. Diese werden wissenschaftlich ausgewertet und publiziert.
Anpassung des Hochwasserschutzes am linken Weserufer an der Stadtstrecke in Bremen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Die Stadtstrecke in Bremen, ursprünglich ein Hochwasserschutzprojekt, umfasst die Umgestaltung des stadtbremischen linken Weserufers auf knapp 2 km. Neben dem Hochwasserschutz sind an dieser städtebaulich exponierten Strecke auch die Schaffung einer stadträumlichen Kante mit gehobener Aufenthaltsqualität und der Ausbau der Nahmobilität vorgesehen. Vorgestellt werden Aspekte und Lösungen des Vorplanungsprozesses.
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Die Stadtstrecke in Bremen, ursprünglich ein Hochwasserschutzprojekt, umfasst die Umgestaltung des stadtbremischen linken Weserufers auf knapp 2 km. Neben dem Hochwasserschutz sind an dieser städtebaulich exponierten Strecke auch die Schaffung einer stadträumlichen Kante mit gehobener Aufenthaltsqualität und der Ausbau der Nahmobilität vorgesehen. Vorgestellt werden Aspekte und Lösungen des Vorplanungsprozesses.
Aufschwimmende Widerstandskörper zur Verhinderung der Sohlenerosion in
Flüssen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2021)
Das Absinken der Flusssohle infolge von Sohlenerosion kann gravierende wasserwirtschaftliche und ökologische Folgen haben. Zur Verhinderung der Sohlenerosion werden kegelförmige, über Seile mit der Flusssohle verbundene Schwimmkörper vorgeschlagen, welche bei Hochwasser aufschwimmen, dabei aber größtenteils getaucht bleiben. Sie verursachen qua Strömungswiderstand einen Aufstau, durch welchen das Gefälle der Energielinie und damit die Schleppspannung an der Flusssohle verringert wird. Durch eine geeignete Wahl von Größe, Form, Anzahl und Anordnung der Widerstandskörper lässt sich das Energieliniengefälle an den lokalen Bedarf anpassen - ohne Nachteile für die Ökologie. Der Hochwasserspiegel wird nur wenig erhöht, die Baukosten sind niedrig zu veranschlagen.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2021)
Das Absinken der Flusssohle infolge von Sohlenerosion kann gravierende wasserwirtschaftliche und ökologische Folgen haben. Zur Verhinderung der Sohlenerosion werden kegelförmige, über Seile mit der Flusssohle verbundene Schwimmkörper vorgeschlagen, welche bei Hochwasser aufschwimmen, dabei aber größtenteils getaucht bleiben. Sie verursachen qua Strömungswiderstand einen Aufstau, durch welchen das Gefälle der Energielinie und damit die Schleppspannung an der Flusssohle verringert wird. Durch eine geeignete Wahl von Größe, Form, Anzahl und Anordnung der Widerstandskörper lässt sich das Energieliniengefälle an den lokalen Bedarf anpassen - ohne Nachteile für die Ökologie. Der Hochwasserspiegel wird nur wenig erhöht, die Baukosten sind niedrig zu veranschlagen.
Reallabore als Brücke zu Hochwasser und Gewässerschutz
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2021)
Die Soziologie kann mit der Methode der Reallabore interdisziplinäre Forschungsvorhaben durch eine hohe Beteiligung verschiedener Akteure bereichern. Einige Projekte werden an dieser Stelle vorgestellt.
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Die Soziologie kann mit der Methode der Reallabore interdisziplinäre Forschungsvorhaben durch eine hohe Beteiligung verschiedener Akteure bereichern. Einige Projekte werden an dieser Stelle vorgestellt.
