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Fachbereich / Studiengang
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Entlandung des Stausees Solis mit Hilfe eines Geschiebeumleitstollens – hydraulische Modellversuche
(2009)
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.
Bauwerksabdichtungen
(2009)
In the German design code ATV-M 127-2, three host pipe states are differentiated: State I for leaky sewers without cracks, state II for sewers with longitudinal cracks but a stable soil pipe system, and state III for cracked pipes with larger deformations and considerable risk of collapse in the near future. State II sewers that are close to the traffic surface must be calculated as a state III situation. On the other hand, the US Standard ASTM F 1216 defines two states: structurally safe and fully deteriorated sewers. This paper examines the common aspects and differences between the two codes. A simple non-linear numerical approach is presented to evaluate the actual safety of the host pipe-soil system based on the following parameters: 1. the pipe material (e. g. age, corrosion depth, state of the contact zones), 2. the measured or estimated pipe deformations, 3. the soil group, stiffness, and possible voids occurring next to the springlines of the pipe, 4. the loading to be applied on the deteriorated pipe-soil system. Using stability and ultimate stress criteria, the safety of the system can be defined in a rational way. Missing parameters have to be introduced into the algorithm conservatively. Case studies are presented to demonstrate safe estimations for the host pipe state. The consequences on the required wall thickness of a lining and the application of non-circular linings are shown. The wall thicknesses resulting from a design for the fully deteriorated state as defined by the design codes in both the USA and Germany are compared and discussed.
Nach einer kurzen Bestandsaufnahme zur Ingenieurmathematik an Hochschulen werden langjährige Testergebnisse zu den Mathematik-Vorkenntnissen der Studienanfänger im Fach Bauingenieurwesen dargestellt. Auf eine Diskussion über die Folgen der aufgezeigten Defizite werden zunächst allgemeine organisatorische und inhaltliche Vorschläge gemacht, wie diese Defizite im Ingenieurstudium abgebaut werden können. Anschließend wird ein detailliertes Lehrkonzept für die Ingenieurmathematik beschrieben, das der Autor zusammen mit Kollegen entwickelt und viele Jahre lang erfolgreich durchgeführt hat. Im Anhang wird ein vom Autor entworfener Fragebogen zur Evaluation der Mathematik-Lehrveranstaltung vorgestellt und kommentiert.