Das Projekt "Reduction in environmental impact of opencast mining - Modelluntersuchungen zur Optimierung eines Belüftungsbauwerks nach dem Tauchkanalprinzip" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. Modellversuche zu unregulierten Belüftungsbauwerken: Dipl.-Ing. Henning Schonlau, Dipl. Biol. Jörn Prochnow, Univ.-Prof.Dr.-Ing. Jürgen Köngeter, Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, RWTH Aachen. 1 Einleitung: Die RWE Rheinbraun AG plant eine zusätzliche Einleitung von Sümpfungswässern aus dem Tagebau Hambach in die Erft. Dabei ist es erforderlich, das Sümpfungswasser, welches bei einer Temperatur von bis zu 27 Grad Celsius einen Sauerstoffgehalt von rund 0-1 mg O2/l aufweist, so zu belüften, dass nach Einleitung in die Erft dort ein Sauerstoffgehalt von rund 4 mg O2/l in 100 Prozent der Beprobungsfälle bzw. von 7 mg O2/l in 50 Prozent der Beprobungsfälle gemessen werden kann. Bei den gegebenen Zulaufverhältnissen bedeutet dies, dass dasWasser bis zur Sauerstoffsättigung belüftet werden muss. Dabei schwanken die zu belüftenden Durchflüsse zwischen 2 und 8 m3/s. Diese Problemstellung soll mit einem über der Grasnarbe unscheinbaren, lokal begrenzten Bauwerk bewältigt werden, dass möglichst geringe hydraulische Gesamtverluste erzeugt und weitgehend wartungsfrei und ungeregelt arbeitet. Diese komplexe Aufgabenstellung wird in zwei getrennten Modellversuchen gelöst. Zunächst wird in der Versuchshalle des IWW ein Modell im Maßstab 1:5in größtenteils durchsichtiger Bauweise erstellt, um die Hydraulik zu optimieren. Danach wird ein zweiter Versuch in einem Maßstab von 1:2,5 in Situ ausgeführt, um den Sauerstoffübergang zu modellieren. Nachfolgend wird auf das Modell zur hydraulischen Optimierung des Bauwerks eingegangen. Ziel des physikalischen Modellversuchs in der Versuchshalle ist es, die Form des Überfallbauwerks dahingehend zu optimieren, dass die eingetragene Luftmenge und Luftblasenanzahl maximiert wird. Daraus resultiert, dass die Blasengrößen einen möglichst großen Anteil im Bereich geringer Durchmesser aufweisen sollte. Ferner ist bei der Modifizierung der Bauwerksgeometrie darauf zu achten, dass die Gebäudehöhe zu minimieren ist.