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Die Bedeutung von Feststoffhaushalt und Sedimentdurchgängigkeit für eine nachhaltige Nutzung der Wasserkraft
Zusammenfassung Der Feststoffhaushalt und die Sedimentdurchgängigkeit von Flüssen sind bedeutende Themenfelder aus wasserbaulicher und ökologischer Sicht, wie beispielsweise anhand der Problematik der sich eintiefenden Donausohle östlich von Wien ersichtlich ist. Der unausgeglichene Feststoffhaushalt wird unter anderem durch Kontinuumsunterbrechungen verursacht – dazu zählen zum Beispiel Wehranlagen und Stauhaltungen von Wasserkraftwerken. Letztere sind in diesem Zusammenhang vor allem vom Problem der Stauraumverlandung betroffen, das Einschränkungen der energiewirtschaftlichen Produktion und eine Beeinträchtigung der Hochwassersicherheit mit sich bringen kann. Um der Stauraumverlandung entgegenzuwirken, werden Maßnahmen im Einzugsgebiet, im Stauraum oder am Staubauwerk getroffen, die eine Optimierung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit erfordern. Hier finden physikalische Modellversuche bzw. ein- und mehrdimensionale Feststofftransportmodelle immer häufiger Anwendung. Wichtige Fragen in diesem Zusammenhang betreffen die Verfügbarkeit und Qualität der notwendigen Messdaten sowie die Modellwahl. Generell gibt es in diesem Bereich noch offene Forschungsfragen. Aus ökologischer Sicht ist das Vorhandensein von kiesigem Sohlsubstrat für die Reproduktion bestimmter Fischarten unerlässlich, weshalb die Frage des Sedimentkontinuums bei der Neuerrichtung bzw. beim Umbau bestehender Wasserkraftwerke berücksichtigt werden sollte. Problemstellungen und Forschungsbedarf in diesen Bereichen werden derzeit im nationalen Projekt SED_AT und EU-Projekt SedAlp behandelt. Ein vorgeschlagener Lösungsansatz basiert auf einer integralen Wasserwirtschaft, wo eine Optimierung des Stauraummanagements aus technischer, ökonomischer und ökologischer Sicht unter Einbeziehung der verschiedenen betroffenen Stakeholder erfolgt und der andererseits die vielfältigen natürlichen Prozesse (Erosion, Transfer, Sedimentation, Remobilisierung) involviert.
Abstract The sediment regime and continuity in rivers are essential considerations from both river engineering and ecological standpoints, as can be seen e.g. in the problems concerning the riverbed degradation of the Danube east of Vienna. The imbalanced concentration of solids is caused e.g. by disruptions in flow, which include weirs and the reservoirs of hydroelectric power plants. In this context, the latter are above all affected by the problem of reservoir sedimentation, which can be detrimental to both energy production and flood protection. In order to counteract this sedimentation, measures are undertaken in the catchment area, in the reservoir or at the damming structure, which have to be optimized regarding their effectivity. In this regard, experimentation involving physical models, one-dimensional and multi-dimensional sediment transport models is becoming increasingly popular. Key questions that arise here concern the quality and availability of necessary measurement data, as well as the choice of model, and generally speaking a number of research questions remain open. From an ecological standpoint, a gravelly riverbed substrate is vital to the reproduction of certain fish species, which explains why the question of sediment continuity needs to be taken into account when new hydroelectric power plants are to be built or older ones are to be renovated. The (Austrian) national project SED_AT and the EU project SedAlp are currently working to identify key problems and research needs. One proposed approach is based on integral water resource management, in which the technical, economic and ecological optimization of reservoir management addresses the needs of the various stakeholders on the one hand, and includes the broad range of relevant natural processes (erosion, transfer, sedimentation, remobilization) on the other.
Die Bedeutung von Feststoffhaushalt und Sedimentdurchgängigkeit für eine nachhaltige Nutzung der Wasserkraft
Zusammenfassung Der Feststoffhaushalt und die Sedimentdurchgängigkeit von Flüssen sind bedeutende Themenfelder aus wasserbaulicher und ökologischer Sicht, wie beispielsweise anhand der Problematik der sich eintiefenden Donausohle östlich von Wien ersichtlich ist. Der unausgeglichene Feststoffhaushalt wird unter anderem durch Kontinuumsunterbrechungen verursacht – dazu zählen zum Beispiel Wehranlagen und Stauhaltungen von Wasserkraftwerken. Letztere sind in diesem Zusammenhang vor allem vom Problem der Stauraumverlandung betroffen, das Einschränkungen der energiewirtschaftlichen Produktion und eine Beeinträchtigung der Hochwassersicherheit mit sich bringen kann. Um der Stauraumverlandung entgegenzuwirken, werden Maßnahmen im Einzugsgebiet, im Stauraum oder am Staubauwerk getroffen, die eine Optimierung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit erfordern. Hier finden physikalische Modellversuche bzw. ein- und mehrdimensionale Feststofftransportmodelle immer häufiger Anwendung. Wichtige Fragen in diesem Zusammenhang betreffen die Verfügbarkeit und Qualität der notwendigen Messdaten sowie die Modellwahl. Generell gibt es in diesem Bereich noch offene Forschungsfragen. Aus ökologischer Sicht ist das Vorhandensein von kiesigem Sohlsubstrat für die Reproduktion bestimmter Fischarten unerlässlich, weshalb die Frage des Sedimentkontinuums bei der Neuerrichtung bzw. beim Umbau bestehender Wasserkraftwerke berücksichtigt werden sollte. Problemstellungen und Forschungsbedarf in diesen Bereichen werden derzeit im nationalen Projekt SED_AT und EU-Projekt SedAlp behandelt. Ein vorgeschlagener Lösungsansatz basiert auf einer integralen Wasserwirtschaft, wo eine Optimierung des Stauraummanagements aus technischer, ökonomischer und ökologischer Sicht unter Einbeziehung der verschiedenen betroffenen Stakeholder erfolgt und der andererseits die vielfältigen natürlichen Prozesse (Erosion, Transfer, Sedimentation, Remobilisierung) involviert.
Abstract The sediment regime and continuity in rivers are essential considerations from both river engineering and ecological standpoints, as can be seen e.g. in the problems concerning the riverbed degradation of the Danube east of Vienna. The imbalanced concentration of solids is caused e.g. by disruptions in flow, which include weirs and the reservoirs of hydroelectric power plants. In this context, the latter are above all affected by the problem of reservoir sedimentation, which can be detrimental to both energy production and flood protection. In order to counteract this sedimentation, measures are undertaken in the catchment area, in the reservoir or at the damming structure, which have to be optimized regarding their effectivity. In this regard, experimentation involving physical models, one-dimensional and multi-dimensional sediment transport models is becoming increasingly popular. Key questions that arise here concern the quality and availability of necessary measurement data, as well as the choice of model, and generally speaking a number of research questions remain open. From an ecological standpoint, a gravelly riverbed substrate is vital to the reproduction of certain fish species, which explains why the question of sediment continuity needs to be taken into account when new hydroelectric power plants are to be built or older ones are to be renovated. The (Austrian) national project SED_AT and the EU project SedAlp are currently working to identify key problems and research needs. One proposed approach is based on integral water resource management, in which the technical, economic and ecological optimization of reservoir management addresses the needs of the various stakeholders on the one hand, and includes the broad range of relevant natural processes (erosion, transfer, sedimentation, remobilization) on the other.
Die Bedeutung von Feststoffhaushalt und Sedimentdurchgängigkeit für eine nachhaltige Nutzung der Wasserkraft
The importance of sediment regime and continuity for a sustainable use of hydroelectric power
Univ.-Prof. DI Dr. Habersack, Helmut (author) / DI Wagner, Beatrice (author) / Schoder, Angelika (author) / DI Dr. Hauer, Christoph (author)
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft ; 65 ; 354-361
2013-09-04
8 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
German
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