Ausrichter:Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der RWTH Aachen

Teilnehmer

Markus Disse Bundesanstalt für Gewässerkunde
Andreas Dittrich Institut für Wasserbau und Kulturtechnik, Universität Karlsruhe
Benno Dröge Bundesanstalt für Gewässerkunde
Helmut Habersack Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und konstruktiven Wasserbau, Universität für Bodenkultur Wien
Lukas Hunzinger Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH Zürich
Katinka Koll Institut für Wasserbau und Kulturtechnik, Universität Karlsruhe
Rosi Liem Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, RWTH Aachen
Andreas Malcherek Bundesanstalt für Wasserbau
Wolfgang Mertens Leichtweiß Institut für Wasserbau, TU Braunschweig
Jörn Prochnow Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, RWTH Aachen
Christoph Schweim Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, RWTH Aachen
Volker Spork Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, RWTH Aachen
Holger Weilbeer Institut für Strömungsmechanik und elektronisches Rechnen im Bauwesen, Universität Hannover
Silke Wieprecht Institut für Wasserwesen, Universität der Bundeswehr München
Yichun Xu Institut für Wasserbau, Universität Stuttgart

Programm

Donnerstag, 18. Juni

13:00 – 13:20 Uhr Begrüßung und Einführung
13:20 – 14:30 Uhr Entwicklungen und Aktivitäten seit Karlsruhe 1996 2. Deutsch – Chinesischer Workshop 1997 in Wuhan Konferenzberichte Bestehende Kooperationen/Austausch 14:30 – 15:00 Uhr Kaffeepause 15:00 – 16:30 Uhr I. Forschungsberichte + Diskussion Vorsitz: Peter Ergenzinger 15:00 – 15:20 Uhr Wolfgang Mertens Anmerkungen zu den Ähnlichkeitskriterien hydraulisch-sedimentologischer Modelle 15:30 – 15:50 Uhr Benno Dröge Erfolgskontrolle von Kompensationsmaßnahmen auf der Grundlage morphodynamischer Wechselwirkungen 16:00 – 16:20 Uhr Helmut Habersack Interaktion zwischen Flußmorphologie und mehrdimensionaler Abflußmodellierung am Beispiel der Lafnitz 16:30 – 17:00 Uhr Kaffeepause 17:00 – 18:30 Uhr II. Forschungsberichte + Diskussion Vorsitz: Andreas Dittrich 17:00 – 17:20 Uhr Katinka Koll Sediment transport and erosion in mountain streams 17:30 – 17:50 Uhr Lukas Hunzinger Morphologie und Geschiebehaushalt in Flußaufweitungen 18:00 – 18:20 Uhr Christoph Schweim Physikalische Modelluntersuchung: Middle Marsyangdi Hydroelectric Project 19:30 Uhr Gemeinsames Abendessen im Postwagen Aachen

Freitag, 19. Juni

9:00 – 10:30 Uhr Besichtigung der Versuchshalle des Instituts
10:30 – 11:00 Uhr Kaffeepause
11:00 – 13:00 Uhr III. Forschungsberichte + Diskussion
Vorsitz: Wolfgang Mertens
11:30 – 11:50 Uhr Markus Disse
Statistische Untersuchung der Geschiebemessungen zur Verbesserung der Geschiebetransportformeln
12:00 – 12:20 Uhr Holger Weilbeer
Numerische Simulation von Kolkungsprozessen an Wasserbauwerken
12:30 – 12:50 Uhr Yichun Xu
Numerical Modeling of suspended sediment transport in rivers
13:00 – 14:30 Uhr Mittagspause
14:30 – 16:00 Uhr Wie sieht das weitere Fortbestehen der GESINUS aus?
Ziele/Forschungsschwerpunkte
Planung SINGEUS/GESINUS im Jahr 2000
Finanzierung
Nächstes Treffen 1999
Abschließende Diskussion
16:00 – 16:20 Uhr Schlußwort
16:30 – 20:00 Uhr Besichtigung des Aachener Doms und Stadtführung
anschließend: Gemeinsames Abendessen

Samstag, 20. Juni

8:30 – 15:30 Uhr Exkursion in die Nordeifel

Protokoll

Donnerstag, 18. Juni 1998

Begrüßung und Einführung

Nach Begrüßung der Teilnehmer durch Herrn Prof. Köngeter informieren Andreas Dittrich und Volker Spork zunächst über die Entstehung der GESINUS und der Kooperation mit der chinesischen Partnergruppe SINGEUS. Da auf diesem 4. Treffen einige neue Teilnehmer dabei sind, werden alle Teilnehmer aufgefordert, sich und ihren Tätigkeitsbereich im Themengebiet Sediment vorzustellen.

Entwicklungen und Aktivitäten seit Karlsruhe 1996

Nach Durchsprache der einzelnen Programmpunkte referiert Volker Spork über die Aktivitäten der vergangenen zwei Jahre. Die Treffen mit den chinesischen Wissenschaftlern haben zu neuen Ideen und Anregungen geführt und das Blickfeld auf die Sedimentprobleme innerhalb Deutschlands bzw. Europas um viele Aspekte erweitert. Auch anhand von Fotoaufnahmen von der technischen Exkursion in die Drei-Schluchten und der Staudammbaustelle am Yangtze, die im Anschluß an den 2. Deutsch-Chinesischen Workshop im September 1997 in Wuhan stattgefunden hat, wird deutlich, daß die Fließgewässer in China von weitaus gravierenderen Sedimentations- und Erosionsvorgängen betroffen sind als europäische Fließgewässer.

Weiterhin wird über Konferenzen ausserhalb der GESINUS aus den vergangenen zwei Jahren berichtet. Anhand der Konferenzberichte wird auf neuste Erkentnisse in der Forschung und auf den weiteren Forschungsbedarf verwiesen. Es werden die anstehenden Termine für weitere internationale Fachkonferenzen und -symposien bekannt gegeben.

Forschungsberichte I

Wolfgang Mertens beginnt die Vortragsreihe mit Anmerkungen zu den Ähnlichkeitskriterien hydraulisch-sedimentologischer Modelle. Er stellt unterschiedliche Ansätze und Verfahren vor, nach denen Modellgrößen in die Natur übertragen werden können. Auch unter der Bedingung, daß die Reynoldszahl fürs Korn Re* und die Froudezahl fürs Korn Fr* ungleich Eins sind, gibt es alternative Ähnlichkeitsgesetze, mit denen sich morphologische Modelle unter Berücksichtigung des Chezy-Beiwertes maßstäblich übertragen lassen.

Helmut Habersack berichtet von der Interaktion zwischen Flußmorphologie und mehrdimensionaler Abflußmodellierung am Beispiel der Lafnitz. Die Lafnitz ist der letzte frei mäandrierende Fluß Österreichs und dient daher als Referenzstrecke zur tiefengemittelten instationären Abflußmodellierung. In dem vorgestellten Projekt, sollte ermittelt werden, inwieweit ein Retentionsbecken im Oberlauf der Lafnitz die Flußmorphologie beeinflußt.

Benno Dröge berichtet in einem Kurzvortrag über die Erfolgskontrolle von Kompensationsmaßnahmen auf der Grundlage morphodynamischer Wechselwirkungen. Anhand von Beobachtungen des Mikro- und Makrobenthos, sowie morphologischer Parameter soll überprüft werden, inwieweit sich Kompensationsmaßnahmen wie  zum Beispiel die Zugabe und die Entnahme von Geschiebe auf die Morphologie auswirken.

Forschungsberichte II

Am Nachmittag erläutert Katinka Koll Laboruntersuchungen zum Geschiebetransport in steilen Gebirgsbächen. Die Versuche werden in einem geneigten Längsgerinne durchgeführt. Dem Abfluß oberhalb der bereits stabilisierten Sohle wird über den Gerinneeinlauf weiteres Sediment zugegeben. Auf diese Weise soll untersucht werden, inwieweit das zugegebene Material, die Stabilität der vorgefestigten Sohle beeinflußt.

Lukas Hunzinger beschäftigt sich mit der Morphologie und dem Geschiebehaushalt in Flußaufweitungen. Bei der Erstellung künstlicher Flußaufweitungen kann es zu einer Verzweigung innerhalb des erweiterten Fließquerschnitts kommen, da sich erodiertes Material aus dem Oberwasser im Bereich der Aufweitung wieder ablagert. Um eine Verzweigung der Aufweitung zu vermeiden, werden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen.

Im Anschluß berichtet Christoph Schweim über die physikalische Modelluntersuchung zum Middle Marsyangdi Hydroelectric Project. Seine Ausführungen beziehen sich vornehmlich auf die Vorarbeiten. Erläutert werden das Gesamtmodell und das Detailmodell, mit dessen Hilfe die Sedimentations- und Abflußvorgänge im geplanten Sandfang untersucht werden sollen. In Anlehnung an den Vortrag von Wolfgang Mertens erläutert er auch die Wahl von Feinkies als Modellsediment.

Freitag, 19. Juni 1998

Besichtigung der Versuchshalle des Instituts für Wasserbau

Am Vormittag des zweiten Tages findet eine Führung durch die Versuchshalle des gastgebenden Institutes statt. Sie beginnt mit einer Besichtigung des Kavitationskanals, in dem derzeit der Einfluß kohärenter Turbulenzphänomene auf den Kavitationsbeginn“ untersucht wird. Für die Untersuchung des Transportverhalten kohäsiver Sedimente unter biologischer Beeinflussung steht ein Kreisgerinne in einem klimatisiertem Raum zur Verfügung. Weiterhin vorgestellt wurden „Turbulenzuntersuchungen in offenen Gerinnen mittels LDV“, das „Versagen mobiler Hochwasserschutzwände“ und die „Mehrdimensionale numerische Simulation von Oberflächengewässern“. In Anlehnung an den Vortrag von Christoph Schweim wurden die Modelle zum „Middle Marsyangdi Hydroelectric Project“ gezeigt und weiter erläutert.

Forschungsberichte III

Im Anschluß an die Führung durch die Versuchshalle wurden weitere Vorträge gehalten. Markus Disse stellte eine „Statistische Untersuchung der Geschiebemessungen zur Verbesserung der Geschiebetransportformeln“ vor. In Abhängigkeit von den vorhandenen Durchflüssen wurden lineare Funktionen und Potenzfunktion zur Modellierung des Geschiebetransportes untersucht. Es zeigte sich, daß die linearen Ansätze im Vergleich zu den aufgenommenen Meßreihen zu den geringsten Standardabweichungen führten.

Holger Weilbeer beschäftigt sich mit der „Numerischen Simulation von Kolkungsprozessen an Wasserbauwerken“. Die Auskolkung hinter einem zylinderförmigen Pfeiler wird durch Wirbel hervorgerufen, die das Sediment von der Sohle aufsaugen und abtransportieren. Anhand der numerischen Simulation soll zum einen die zu erwartende Auskolkung und zum anderen die abtransportierte Sedimentmenge prognostiziert werden.

Die „Numerische Modellierung von suspendiertem Sediment in Fließgewässern“ wurde von Yichun Xu erläutert. Sie stellte in ihrem Vortrag unterschiedliche Modellierungsbeispiele vor. Zur Anwendung kam ein eindimensional tiefengemitteltes Simulationsmodell, in dem für jeden Sohlenpunkt die einzelnen Schichtstärken und Erosionsparameter vorgegeben werden müssen. Ziel ist es, mit dem vorgestellten Modell vornehmlich erodierte Sedimentmengen zu quantifzieren.

Weiteres Fortbestehen der GESINUS und Schlußwort

Die an den beiden Tagen vorgestellten Arbeiten zeigen die Notwendigkeit des Wissensaustauschs auch bei weiteren Forschungsarbeiten. Auch die Kooperation mit den chinesischen Kollegen soll beibehalten werden, weswegen die chinesische Forschungsguppe SINGEUS zu einer internationalen Fachkonferenz oder einen Workshop nach Deutschland eingeladen werden soll. Da insbesondere die finanziellen Mittel von chinesischer Seite sehr einschränkt sind bzw. gar nicht existieren, wird nach einer Möglichkeit gesucht, die Reisekosten der Gäste innerhalb von Deutschland zu finanzieren. Ein ansprechendes Förderungsprogramm ist durch eine Kooperation der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit der National Natural Science Foundation in China ins Leben gerufen worden. Ob eine Förderung für den SINGEUS/GESINUS Austausch möglich ist und ob die chinesiche Seite die verbleibenden Reisekosten tragen könnte, würde vom Institut für Wasserbau in Aachen geklärt werden.

Das nächste Treffen der GESINUS Gruppe im Jahre 1999 findet am Institut für Wasserwesen der Universität der Bundeswehr in München statt. Ansprechpartnerin ist Silke Wieprecht.

Samstag, 20. Juni 1998

Exkursion in die Nordeifel zur Besichtigung der Urfttalsperre

Am letzten Tag des Treffens findet eine technische Exkusion zur Urfttalsperre statt. Die Urfttalsperre, eine gebogene Gewichtsstaumauer wurde1900 bis 1905 unter der Leitung von Otto Intze gebaut und war zum Zeitpunkt ihrer Errichtung mit 58,5 m die größte Talsperre Europas. Charakteristisch für die von Intze entworfenen Staumauern ist eine wasserseitige Erdanschüttung, die bis auf die halbe Staumauerhöhe reicht, der sogenannte Intze-Keil.

In der Urfttalsperre fehlten nach ihrer Erbauung jegliche Meß- und Kontrolleinrichtungen, die beispielsweise Aufschluß über Bewegungen im Untergrund oder die auf der Luftseite austretenden hohen Wassermengen gab. Daher beschloß man 1993 im Rahmen von Sanierungsarbeiten Kontrollgänge zu sprengen und erforderliche Meßeinrichtungen zu installieren. Die umfangreichen Sprengungs- und Bauarbeiten sind bis heute noch nicht abgeschlossen. Ein Vortrag von Herrn Dipl.-Ing. Herbert Polczyk vom Wasserverband Eifel/Rur informiert ausführlich über die Erbauung der Urfttalsperre, die konstruktiven Details sowie die in den letzten Jahren durchgeführten Sanierungsarbeiten. Im Anschluß an den Vortrag haben die Teilnehmer der Exkursion die Möglichkeit, die momentan für Besucher gesperrten Mauerkrone zu begehen. Von dort lassen sich vor allem die auf der Wasserseite befindlichen Bauwerke, wie zum Beispiel die eher ungewöhnlichen, tassenförmigen Überläufe der Hochwasserentlastung und die Entnahmetürme aus der Nähe betrachten. Von besonderem Interesse ist die abschließende Besichtigung der noch im Bauzustand befindlichen Kontrollgänge und Meßeinrichtungen.

Protokoll: Rosi Liem

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