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Bemessung auf Seegang

Das Projekt "Bemessung auf Seegang" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Niedersächsisches Landesamt für Ökologie, Forschungsstelle Küste durchgeführt. Zur Verbesserung der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit im See- und Aestuardeichbau sollen folgende Kenntnisdefizite hinsichtlich von Wellenauf- und -ueberlauf bearbeitet werden: 1. Struktur des Sturmflut-Seegangs vor Deichen 2. Wirkung schraegen Wellenangriffs 3. Wirkung der Bauwerksgeometrie 4. Zusammenhaenge von Wellenauflauf und -ueberlauf 5. Raeumliche Verteilung von Seegang und Wellenauflauf 6. Wirksamkeit Seegangsdaempfender Bauwerke 7. Fehlerfortpflanzung bei Bemessungsverfahren.

Ueberflutungssicherheit von Talsperren

Das Projekt "Ueberflutungssicherheit von Talsperren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik durchgeführt. Es ist das Ziel der vorgeschlagenen Methode, die Risiken des hydraulischen Versagens von Talsperren zu berechnen und moeglichst gering zu halten sowie fruehzeitig zu erkennen. Es wurde ein Computerprogramm zur Ermittlung von hydraulisch-hydrologischen Versagenszustaenden entwickelt, in dem mit Hilfe der stochastischen Simulation die drei Hauptkomponenten der Freibordbemessung beruecksichtigt werden. Dies sind 1. der Hochwasserzufluss, der einen erhoehten Beckenwasserstand bewirkt, 2. der Wellen erzeugende Wind, welcher den Windstau und den Wellenauflauf hervorruft und 3. der Anfangswasserstand, welcher durch die Talsperrenbewirtschaftung und vorhergegangene Ereignisse beeinflusst wird. Am Beispiel saechsischer Talsperren wird die Anwendung des Verfahrens erlaeutert.

Untersuchung der Schwallwellenbildung durch Setzungsfliessen in Tagebaurestloechern auf der Grundlage von Modellversuchen

Das Projekt "Untersuchung der Schwallwellenbildung durch Setzungsfliessen in Tagebaurestloechern auf der Grundlage von Modellversuchen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geotechnik durchgeführt. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist das Entwickeln eines praktikablen Verfahrens zur Prognose von Schwallwellen infolge Setzungsfliessrutschungen an Boeschungen vollstaendig bzw. teilweise gefluteter Tagebaurestloecher des Lausitzer Braunkohlenreviers. Der Rutschungsvorgang wird durch das Anwenden der Erhaltungsgleichungen der Kontinuumsmechanik dynamisch unter Verwendung eines numerischen Verfahrens modelliert. Es wird dabei vorausgesetzt, dass Scherwiderstaende innerhalb des Bodens mit dem Mohr-Coulombschen Gesetz bestimmt werden koennen. Informationen ueber die Bildung und Ausbreitung von Schwallwellen bzw. deren Auflauf an einem Gegenufer werden aus hydraulischen Versuchen, die an der TU Dresden durchgefuehrt wurden, gewonnen. Die abgeleiteten Prognosegleichungen tragen empirischen Charakter. Nachrechnungen fuer ein beobachtetes Schwallwellenereignis zeigen, dass das entwickelte Verfahren zur Abschaetzung von Gefahren in gefluteten Tagebaurestloechern des Lausitzer Braunkohlenreviers geeignet ist.

Konzepte und Techniken im Küstenschutz im Land Niedersachsen unter geänderten Klimabedingungen

Das Projekt "Konzepte und Techniken im Küstenschutz im Land Niedersachsen unter geänderten Klimabedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen durchgeführt. Einfluss moeglicher klimabedingt geaenderter Wasserstaende; Windbedingungen auf die Sicherheit heutiger Kuestenschutzelemente. Ermittlung des regionalen Gefaehrdungspotentials auf der Grundlage der Risikoanalyse. Bedeutung einzelner Kuestenschutzelemente im System. Anpassungsmoeglichkeiten der Kuestenschutzsysteme an geaenderte hydrologische Randbedingungen.

Optimierung von Deichprofilen - Mathematische Modellierung von Wellenauf- und -überlauf

Das Projekt "Optimierung von Deichprofilen - Mathematische Modellierung von Wellenauf- und -überlauf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz, Betriebsstelle Norden-Norderney, Forschungsstelle Küste (FSK) durchgeführt. Der Wellenauflauf (Höhe des Auflaufs und Überlaufmenge) an Deichen und Küstenschutzbauwerken wurde bisher mit empirischen Formeln bestimmt. Numerisch-mathematische Modelle auf Basis der Flachwassergleichungen sind ausgereift und können für beliebige Bauwerksgeometrien und Seegangszustände angewandt werden. Erfahrungen bezüglich des Modellbetriebes fehlen jedoch. Insbesondere hinsichtlich der Genauigkeit der Modellergebnisse, der Art und Lage der verwendeten Randbedingungen und der Einstellungen von physikalischen und numerischen Modellparametern liefert das Vorhaben Aussagen, die eine praktische Anwendung dieser Modellkategorie möglich machen. In dem Vorhaben wurde mit den Modellen OTT von HR Wallingford und ODIFLOCS von WL/Delft gearbeitet.

Vorhaben: Fließgewässerhydraulik und Strömungs-Bauwerk-Interaktion (waveSTEPS_B)

Das Projekt "Vorhaben: Fließgewässerhydraulik und Strömungs-Bauwerk-Interaktion (waveSTEPS_B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aachen, Fachbereich Bauingenieurwesen, Lehr- und Forschungsgebiet Wasserbau durchgeführt. Die Arbeiten befassen sich mit experimentellen Untersuchungen zum Fließwiderstand in Rinnen mit getreppter Sohle unter stationären Strömungsbedingungen. Hiermit wird das Ziel verfolgt, die grundlegenden, Energie abbauenden Prozesse systematisch zu untersuchen und die Erkenntnisse auf den zeitlich veränderlichen - und damit messtechnisch schwieriger zu erfassenden - Fall des Wellenauflaufs auf getreppte Deckwerke zu übertragen. Die Energie abbauenden Prozesse sollen in der Strömungsrinne der FH Aachen untersucht werden. Hierzu werden getreppte Sohlen mit variierenden Geometrien eingebaut und die Geschwindigkeitsfelder für unterschiedliche Fließzustände analysiert. In einem ersten Schritt werden dazu horizontale Sohlen betrachtet, um ein grundsätzliches Verständnis über die maßgebenden hydraulischen Prozesse zu erlangen. Um die gewonnenen Erkenntnisse später auf den Fall des Wellenauflaufs auf getreppte Deckwerke übertragen zu können, werden in einem zweiten Schritt Strömungen auf getreppten Sohlen mit Gegengefälle betrachtet. Hiermit wird dem Einfluss der Gravitation Rechnung getragen. Beide Versuchsreihen werden unter stationären Randbedingungen durchgeführt, um die maßgebenden Parameter (Geschwindigkeitsverteilungen und Fließtiefen) über einen längeren Zeitraum untersuchen zu können. Zur Messung der Geschwindigkeitsfelder werden sowohl intrusive Messsonden als auch eine Hochgeschwindigkeitskamera eingesetzt. Fließtiefen werden mit Ultraschallsensoren gemessen. Da die zu untersuchende Strömung hochturbulent ist und durch signifikanten Lufteintrag, welcher sich unmittelbar auf Fließwiderstände auswirkt, geprägt ist, wird zusätzlich der lokale Luftgehalt im Strömungsfeld messtechnisch ermittelt. Alle Versuchsergebnisse sollen dem Projektpartner (Untersuchung des instationären Wellenauflaufs in einem Wellenkanal) durch ständigen Datenaustausch zur Verfügung gestellt werden, um das Versuchsprogramm bei Bedarf an den fortschreitenden Erkenntnisgewinn anpassen zu können.

Leitantrag; Vorhaben: Instationäres physikalisches Modellwesen (waveSTEPS_A)

Das Projekt "Leitantrag; Vorhaben: Instationäres physikalisches Modellwesen (waveSTEPS_A)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen durchgeführt. In Küstennähe besteht eine Diskrepanz zwischen notwendigen Bereichen für den Küstenschutz und Flächen zur Erholung und touristischen Nutzung. Eine interessante Möglichkeit einen Uferabschnitt in urbanen Gebieten unabhängig vom Wasserstand auch für den Tourismus zugängig zu machen und trotzdem dem Hochwasserschutz Rechnung zu tragen, ist den Uferbereich durch ein getrepptes Deckwerk mittels befestigter Stufen auszubilden. Durch die geometrische Homogenität sind diese Deckwerke hinsichtlich des Hochwasserschutzes deutlich kalkulierbarer einsatzfähig. Auch in dichtbesiedelten Ästuaren gewinnen getreppte Deckwerke zunehmend an Bedeutung. Ziel des zu beantragenden Forschungsprojektes ist es daher, Erkenntnisse des Einflusses von getreppten Deckwerken auf die Wellenauflaufhöhen und Wellenüberlaufmengen zu bestimmen und daraus bemessungsrelevante Rückschlüsse zur Verbesserung der Dimensionierung und konstruktiven Ausbildung von Deichen in urbanen Gebieten zu erzielen. Einer erweiterten Literaturstudie schließen sich hydraulische Modellversuche in drei einzelnen Arbeitspakete (AP) an. In AP1 wird das Systemverhalten der Interaktion von regelmäßigen Wellen und Seegang mit getreppten Deckwerken kleinskalig in einem Wellenkanal analysiert. Geometrische und hydraulische Randbedingungen werden variiert, um allgemeingültige Aussagen über das Systemverhalten zu erhalten. In AP2 werden verschiedenste temporäre Strömungsprozesse in einer Strömungsrinne stationär nachgebildet, um die Ausbildung von Scherschichten zwischen der Hauptströmung und den mit Wasser gefüllten Stufennischen sowie die damit verbundene Energiedissipation während eines einzelnen Wellenauf- und Ablaufprozesses systematisch zu untersuchen. Durch die hochturbulente und stark belüftete Interaktion von Seegang mit getreppten Deckwerken müssen in AP3 großmaßstäbliche Versuche (Maßstab 1:1) durchgeführt werden, um Skalierungseffekte auszuschließen und eine belastbare Bemessungsgrundlage zu schaffen.

Mathematische Modellierung der hydrodynamischen Belastung von Deichen (INTBEM B)

Das Projekt "Mathematische Modellierung der hydrodynamischen Belastung von Deichen (INTBEM B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz, Betriebsstelle Norden-Norderney, Forschungsstelle Küste (FSK) durchgeführt. Vorrangiges Ziel ist die integrierte Bemessung von Deichen unter gleichzeitiger Berücksichtigung der äußeren hydrodynamischen Kräfte und der Widerstandsfähigkeit der verwendeten Erdbaustoffe (Klei, Mergel) über die Formulierung deterministischer Grenzzustandsgleichungen. Ermittlung der Belastungsbandbreiten aus denen des Bemessungsseegangs und mathematische Modellierung der hydrodynamischen Einwirkungen auf Deiche (Wellenauf- und -rücklauf auf der Außenböschung, Schichtdicken auf der Deichkrone, Überlaufvolumen und -geschwindigkeiten auf der Binnenböschung; Verifikation mittels neuronaler Netzwerke; empirische Ermittlung von Druckschlagbelastungen. Überführung der Ergebnisse in die Bemessungspraxis zur Erhöhung von Sicherheit und Wirtschaftlichkeit. Weiterhin lassen sich bestehende Küstenschutzwerke hinsichtlich ihrer Sturmflutsicherheit genauer als bisher überprüfen. Hiermit ist eine verbesserte Grundlage für die Vorsorgeplanung hinsichtlich von Folgen zum globalen Klimawandel gegeben.

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