@article{AuelAlbayrakBoes2012,
  author    = {Auel, C. and Albayrak, I. and Boes, R.M.},
  title     = {Hydraulische Modellierung der Hydroabrasion},
  series = {VAW Mitteilungen},
  journal   = {VAW Mitteilungen},
  publisher = {ETH Zurich},
  doi       = {10.25974/fhms-15171},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:836-opus-151717},
  year      = {2012},
  abstract  = {Hydroabrasion tritt im alpinen Raum haupts{\"a}chlich bei Wasserbauwerken auf, die durch hohe Fließgeschwindigkeiten und große Sedimentfrachten belastet werden. Dies sind beispielswei-se Wehrschwellen in Fl{\"u}ssen, Wasserfassungen von Wasserkraftwerken und vor allem Sedi-mentumleitstollen. Letztere dienen dazu sedimentreiche Hochwasserspitzen um die Talsperre herum in den Unterlauf des Flusses zu leiten. Sie verhindern so eine fortschreitende Verlan-dung des Stauraums. Es gibt verschiedene Konzepte, dem Problem der Hydroabrasion entgegen zu wirken. Einer-seits kann der Umleitstollen hydraulisch optimiert werden, um die Einwirkung auf die Sohle zu minimieren. Auf der anderen Seite kann deren Widerstand verbessert werden. An der Ver-suchsanstalt f{\"u}r Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Z{\"u}rich werden zur Zeit zwei Forschungsarbeiten durchgef{\"u}hrt, die sich jeweils diesen Aspekten widmen. Dieser Beitrag befasst sich mit der hydraulischen Optimierung von Sedimentumleitstollen mit Hilfe von großskaligen Laborversuchen. In insgesamt drei Versuchsreihen werden die Mittelwert- und Turbulenz-Fließcharakteristik von schießendem Abfluss in einer Versuchsrinne mittels eines Laser-Doppler Anemometrie-Systems (LDA) aufgenommen, die Fortbewegungsart des Sediments mittels eines High-Speed Kamera-Systems analysiert sowie die Abrasion der Stollensohle untersucht. In Abh{\"a}ngigkeit des Sohlgef{\"a}lles, des Durchflusses, der Gr{\"o}ße und Menge der Sedimentfracht erfolgt die Fortbewegung des Sedimentkorns h{\"u}pfend, rollend oder gleitend und verursacht unterschied-liche Abrasionserscheinungen in der Stollensohle. Die Ergebnisse der LDA Experimente zei-gen, dass, abh{\"a}ngig vom Verh{\"a}ltnis Gerinnebreite zur Abflusstiefe, Sekund{\"a}rstr{\"o}mungen auf-treten. Diese Sekund{\"a}rstr{\"o}mungen beeinflussen im untersuchten Froude-Zahlenbereich 2, 4 und 8 das longitudinale Str{\"o}mungsprofil sowie die Verteilung der Sohlen- bzw. Reynolds-Schubspannungen und der Turbulenzintensit{\"a}t und somit letztlich die Fortbewegungsart des Sedimentkorns in der Wassers{\"a}ule. Mittels der drei Versuchsreihen sollen bestm{\"o}gliche hydraulische Bedingungen f{\"u}r Sedimen-tumleitstollen gefunden werden, um die Hydroabrasion und somit die Unterhaltskosten signi-fikant zu minimieren.},
  language  = {de}
}
@inproceedings{HagemannAuelAlbayraketal.2012,
  author    = {Hagemann, M. and Auel, C. and Albayrak, I. and Boes, R.M.},
  title     = {Hydroabrasion in Sedimentumleitstollen},
  series = {Proc. 35. Dresdner Wasserbaukolloquium. "Staubauwerke - Planen, Bauen, Betreiben", Wasserbauliche Mitteilungen Heft 47},
  booktitle = {Proc. 35. Dresdner Wasserbaukolloquium. "Staubauwerke - Planen, Bauen, Betreiben", Wasserbauliche Mitteilungen Heft 47},
  doi       = {10.25974/fhms-15161},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:836-opus-151612},
  pages     = {95 -- 104},
  year      = {2012},
  abstract  = {Sedimentumleitstollen leiten die sedimentreichen Hochwasserspitzen um die Tal-sperre herum in den Unterlauf des Flusses und verhindern so eine fortschreitende Verlandung des Stauraums. Aufgrund der hohen Fließgeschwindigkeiten und gro-ßen Sedimentfrachten in Umleitstollen weisen diese starke Verschleißerscheinun-gen auf, die zu hohen Unterhaltskosten f{\"u}hren. Es gibt verschiedene Konzepte um diesem Problem entgegen zu wirken. Einerseits kann der Umleitstollen hydrau-lisch optimiert werden, um die Belastung auf die Sohle zu minimieren. Auf der anderen Seite kann der Widerstand der Stollensohle verbessert werden. An der Versuchsanstalt f{\"u}r Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Z{\"u}-rich werden zur Zeit zwei Forschungsarbeiten durchgef{\"u}hrt, die sich diesen zwei Aspekten widmen. In großskaligen Laborversuchen erfolgt eine systematische Untersuchung und Optimierung der maßgebenden Parameter wie Fortbewegungs-art des Sediments und Abrasionstiefe der Stollensohle. Anhand von Prototypver-suchen im neu errichteten Sedimentumleitstollen Solis in Graub{\"u}nden (Schweiz) werden die Zusammenh{\"a}nge zwischen Beanspruchung, Materialeigenschaften und Abrasion im Prototyp ermittelt. Darauf basierend k{\"o}nnen Empfehlungen be-z{\"u}glich Materialwahl, konstruktiver Durchbildung und Dimensionierung abgege-ben und so zu einer nachhaltigen und wirtschaftlichen Wasserbewirtschaftung in Stauseen beigetragen werden.},
  language  = {de}
}
@inproceedings{AuelBoes2012,
  author    = {Auel, C. and Boes, R.M.},
  title     = {Sustainable reservoir management using sediment bypass tunnels},
  series = {Proc. 24th ICOLD Congress, Q92 R16, Kyoto, Japan},
  booktitle = {Proc. 24th ICOLD Congress, Q92 R16, Kyoto, Japan},
  publisher = {ICOLD},
  doi       = {10.25974/fhms-15160},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:836-opus-151605},
  pages     = {224 -- 241},
  year      = {2012},
  abstract  = {Reservoir sedimentation is an increasing problem affecting the majority of reservoirs both in Switzerland and worldwide. As many dams are more than 50 years of age, this problem is becoming more and more serious nowadays. Res-ervoir sedimentation leads to various severe problems such as a decisive de-crease of the active reservoir volume leading to both loss of energy production and water available for water supply and irrigation. These problems will intensify in the near future, because sediment supply tends to increase due to climate change. Therefore, countermeasures have to be developed. They can be divided into the three main categories sediment yield reduction, sediment routing and sediment removal. This paper focuses on the sediment routing using sediment bypass tunnels. Sediment bypass tunnels are an effective means to decrease the reservoir sedimentation process. By routing the sediments around the reservoir into the tailwater, sediment accumulation is reduced significantly. However, the number of sediment bypass tunnels in the world is limited primarily due to high investment and maintenance costs. The main problem of all bypass tunnels is the invert abrasion due to high velocities in combination with high sediment transport. Three Swiss bypass tunnel examples suffering invert abrasion are presented in this paper. Furthermore, VAW started a research project to investigate the invert abrasion process by conducting hydraulic scale tests in the laboratory. The goal of this research project is to establish general design criteria for optimal flow con-ditions where both sediment depositions in the tunnel are avoided and the result-ing abrasion damages are kept at a minimum.},
  language  = {en}
}