A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Kombinative Betrachtung von Naturmessung, physikalischer und numerischer Modellierung des Geschiebetransports an großen alpinen Wasserfassungen
Zusammenfassung Die Tiroler Wasserkraft AG (TIWAG) plant im Zuge des Ausbaus des Kraftwerks Kaunertal die Errichtung von zwei großen Wasserfassungen an Sperrenbauwerken an der Gurgler Ache und an der Venter Ache im Ötztal/Tirol. Hinsichtlich einer effektiven Geschiebebewirtschaftung sollen regelmäßige Spülungen der Stauräume durchgeführt werden. Die in diesem Zusammenhang stehenden technischen Fragestellungen wurden am Arbeitsbereich Wasserbau der Universität Innsbruck durch Untersuchungen an einem physikalischen Modellversuch, mit numerischen Berechnungen und mit Naturmessungen bearbeitet. Die dargestellte Untersuchungsmethodik zeigt die Kalibrierungs- und Validierungsschritte für die Simulation der Verlandungsvorgänge, der Stauraumspülungen und der Spülungen der unmittelbaren Unterwasserstrecke mit dem 2D-numerischen Geschiebetransportmodell Hydro_GS-2D. Die Kalibrierung der numerischen Simulationen wurde mithilfe der Erkenntnisse und der Ergebnisse aus einem physikalischen Modellversuch für die Wasserfassung Gurgler Ache durchgeführt. Die Simulationen erfolgten mit drei verschiedenen Modelltypen, welche für eine schrittweise Übertragung der relevanten Parameter im Modellmaßstab bis hin zum Naturmaßstab verwendet wurden. Eine zusätzliche Validierung der gewählten Einstellungen konnte mit der numerischen Modellierung des Spülvorganges an einer bereits bestehenden Anlage, wo umfangreiche Naturmessungen als Berechnungsgrundlage vorliegen, erreicht werden. Das Ineinandergreifen der drei Modellteile – Numerik, physikalischer Modellversuch und Naturmessung – ermöglicht eine wissenschaftliche Absicherung der Berechnungsergebnisse in den numerischen Simulationen und eine Evaluierung von Modellierungsproblemen und Unsicherheiten. Mit den gewählten Ansätzen können die Verlandungsvorgänge im Stauraum und die Spülungen in der Unterwasserstrecke mithilfe von 2D-numerischen Simulationen sehr gut abgebildet werden. Daneben zeigt sich, dass der Geschiebetransport während der Stauraumspülung mit etablierten Transportparametern um den Faktor 2 bis 3 unterschätzt wird, und damit eine entsprechende Anpassung notwendig wird.
Kombinative Betrachtung von Naturmessung, physikalischer und numerischer Modellierung des Geschiebetransports an großen alpinen Wasserfassungen
Zusammenfassung Die Tiroler Wasserkraft AG (TIWAG) plant im Zuge des Ausbaus des Kraftwerks Kaunertal die Errichtung von zwei großen Wasserfassungen an Sperrenbauwerken an der Gurgler Ache und an der Venter Ache im Ötztal/Tirol. Hinsichtlich einer effektiven Geschiebebewirtschaftung sollen regelmäßige Spülungen der Stauräume durchgeführt werden. Die in diesem Zusammenhang stehenden technischen Fragestellungen wurden am Arbeitsbereich Wasserbau der Universität Innsbruck durch Untersuchungen an einem physikalischen Modellversuch, mit numerischen Berechnungen und mit Naturmessungen bearbeitet. Die dargestellte Untersuchungsmethodik zeigt die Kalibrierungs- und Validierungsschritte für die Simulation der Verlandungsvorgänge, der Stauraumspülungen und der Spülungen der unmittelbaren Unterwasserstrecke mit dem 2D-numerischen Geschiebetransportmodell Hydro_GS-2D. Die Kalibrierung der numerischen Simulationen wurde mithilfe der Erkenntnisse und der Ergebnisse aus einem physikalischen Modellversuch für die Wasserfassung Gurgler Ache durchgeführt. Die Simulationen erfolgten mit drei verschiedenen Modelltypen, welche für eine schrittweise Übertragung der relevanten Parameter im Modellmaßstab bis hin zum Naturmaßstab verwendet wurden. Eine zusätzliche Validierung der gewählten Einstellungen konnte mit der numerischen Modellierung des Spülvorganges an einer bereits bestehenden Anlage, wo umfangreiche Naturmessungen als Berechnungsgrundlage vorliegen, erreicht werden. Das Ineinandergreifen der drei Modellteile – Numerik, physikalischer Modellversuch und Naturmessung – ermöglicht eine wissenschaftliche Absicherung der Berechnungsergebnisse in den numerischen Simulationen und eine Evaluierung von Modellierungsproblemen und Unsicherheiten. Mit den gewählten Ansätzen können die Verlandungsvorgänge im Stauraum und die Spülungen in der Unterwasserstrecke mithilfe von 2D-numerischen Simulationen sehr gut abgebildet werden. Daneben zeigt sich, dass der Geschiebetransport während der Stauraumspülung mit etablierten Transportparametern um den Faktor 2 bis 3 unterschätzt wird, und damit eine entsprechende Anpassung notwendig wird.
Kombinative Betrachtung von Naturmessung, physikalischer und numerischer Modellierung des Geschiebetransports an großen alpinen Wasserfassungen
Plörer, Manuel (author) / Neuner, Johann (author) / Achleitner, Stefan (author) / Aufleger, Markus (author)
2017
Article (Journal)
German
| Springer Verlag | 2017
Numerische Modellierung des Geschiebetransports in gekrümmten Gerinnen
| HENRY – Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW) | 2014
Wasserfassungen in geschiebeführenden Flüssen
| TIBKAT | 1956