TY  - JOUR
A1  - Auel, C.
A1  - Albayrak, I.
A1  - Boes, R.M.
T1  - Hydraulische Modellierung der Hydroabrasion
JF  - VAW Mitteilungen
N2  - Hydroabrasion tritt im alpinen Raum hauptsächlich bei Wasserbauwerken auf, die durch hohe Fließgeschwindigkeiten und große Sedimentfrachten belastet werden. Dies sind beispielswei-se Wehrschwellen in Flüssen, 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 für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich werden zur Zeit zwei Forschungsarbeiten durchgeführt, 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 Abhängigkeit des Sohlgefälles, des Durchflusses, der Größe und Menge der Sedimentfracht erfolgt die Fortbewegung des Sedimentkorns hüpfend, rollend oder gleitend und verursacht unterschied-liche Abrasionserscheinungen in der Stollensohle. Die Ergebnisse der LDA Experimente zei-gen, dass, abhängig vom Verhältnis Gerinnebreite zur Abflusstiefe, Sekundärströmungen auf-treten. Diese Sekundärströmungen beeinflussen im untersuchten Froude-Zahlenbereich 2, 4 und 8 das longitudinale Strömungsprofil sowie die Verteilung der Sohlen- bzw. Reynolds-Schubspannungen und der Turbulenzintensität und somit letztlich die Fortbewegungsart des Sedimentkorns in der Wassersäule.
Mittels der drei Versuchsreihen sollen bestmögliche hydraulische Bedingungen für Sedimen-tumleitstollen gefunden werden, um die Hydroabrasion und somit die Unterhaltskosten signi-fikant zu minimieren.
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:836-opus-151717
PB  - ETH Zurich
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Auel, C.
T1  - Entlandung des Stausees Solis mit Hilfe eines Geschiebeumleitstollens – hydraulische Modellversuche
T2  - Proc. 11. JuWi-Treffen, Communication No. 40, Laboratoire de Constructions Hydrauliques (LCH)
N2  - Das Reservoir der Talsperre Solis in Graubünden wurde 1986 vom Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (ewz) in Betrieb genommen. Bei Hochwasserereignissen werden grosse Sedimentmengen in den Stausee transportiert. Über 25 % des ursprünglichen Reservoirvolumens sind bereits verlandet. Aus diesem Grund plant ewz den Bau eines Geschiebeumleitstollens, der das bei Hochwasser ankommende Sediment um die Talsperre herum in Richtung Unterwasser leitet. Die Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich untersucht und optimiert in einem hydraulischen Modell den projektierten Umleitstollen. Bei Hochwasser wird der Stausee auf den minimalen Betriebswasserspiegel abgesenkt, der Verlandungskörper liegt grösstenteils frei, das Sediment erodiert. Mit Hilfe einer Leitkonstruktion wird die Strömung in Richtung Einlaufbauwerk des Stollens gelenkt und der Abfluss sowie das Geschiebe durch diesen geleitet. Bei Abflüssen, die die Ausbaukapazität des Stollens (HQ5) überschreiten, wird die überschüssige Strömung in den vorderen Bereich des Sees in Richtung Grundablass abgeführt. Das Geschiebe wird dennoch nahezu vollständig in den Stollen eingeleitet. Bei Hochwasser mit Schwemmholzaufkommen wird mit Hilfe einer Tauchwand sowie einer Teilablleitung des Hochwasserabflusses in den vorderen Seebereich verhindert, dass Schwemmholz in den Umleitstollen
eingezogen wird.
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:836-opus-151685
SP  - 159
EP  - 166
CY  - Switzerland
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Hagemann, M.
A1  - Auel, C.
A1  - Albayrak, I.
A1  - Boes, R.M.
T1  - Hydroabrasion in Sedimentumleitstollen
T2  - Proc. 35. Dresdner Wasserbaukolloquium. "Staubauwerke - Planen, Bauen, Betreiben", Wasserbauliche Mitteilungen Heft 47
N2  - 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 führen. 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 für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zü-rich werden zur Zeit zwei Forschungsarbeiten durchgeführt, 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 Graubünden (Schweiz) werden die Zusammenhänge zwischen Beanspruchung, Materialeigenschaften und Abrasion im Prototyp ermittelt. Darauf basierend können Empfehlungen be-züglich Materialwahl, konstruktiver Durchbildung und Dimensionierung abgege-ben und so zu einer nachhaltigen und wirtschaftlichen Wasserbewirtschaftung in Stauseen beigetragen werden.
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:836-opus-151612
SP  - 95
EP  - 104
ER  -