Diplomarbeit "Ederstaumauer - Modellversuch im Strömungskanal"

Optimierung des hydraulischen Abfussverhaltens der Hochwasserentlastungsanlage einer Staumauer anhand von Modellversuchen im Strömungskanal

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Dipl.-Ing. Dominik Jeche 

Bild-1

Im Zuge der Instandsetzung der Ederstaumauer musste auch das hydraulische Verhalten der Überfallkrone (s. Bild 1) verbessert werden. Das ermittelte Bemessungshochwasser HQ1000 = 1.100 m³/s liegt um 420 m³/s über dem bisherigen maximalen Abfluss, der über die alte Überfallkrone geführt wird. Über die alte Mauerkrone konnte das HQ1000 nicht rückstaufrei abgeführt werden (s. Bild 2).

Bild-2

Anhand von wasserbaulichen Modellversuchen im Maßstab 1:10,5 wurde eine strömungstechnisch optimierte Konstruktion der neuen Hochwasserentlastungsanlage unter Berücksichtgung der vorgegebenen Pfeilerabstände, der darüber befindlichen Brücke und der planrechtlich festgelegten Talsperrenwasserstände ermittelt.
Die Modelle wurden aus 10 cm dicken Scheiben aus Polystrolschaum (XPS) zusammengesetzt. Die Oberflächen wurden anschließend gespachtelt (s. Bild 3).

Bild-3

Nach dem Modellgesetz nach FROUDE ergibt sich für den Län-genmaßstab 1:10,5 ein Zeitmassstab von 1: 3,24. Dem Abfluss 28 m³/s zwischen 2 Pfeilern in der Natur entspricht im Modell ein Abfluss von ca. 79 l/s. Bild 4 zeigt das Modell der über-strömten Mauerkrone im Strömungskanal des Labors für Wasserbau der HSBI, Campus Minden.

Bild-4

Die Modellversuche belegen, dass das HQ1000 über die alte Mauerkrone nicht rückstaufrei abgeführt werden kann. In den Modellversuchen wurde die im Bild 5 im Querschnitt dargestellte optimierte Form gefunden.

Bild-5

Bild 5 zeigt auch den Vergleich der Messergebnisse der Mo-dellversuche im Labor der BAW in Karlsruhe und im Strömungskanal der HSBI. Während das Modell der BAW alle 3 Felder zwischen den größeren Brückenpfeilern darstellt (vergl. Bild 1), bildet das kleinere Modell an der HSBI nur ein Pfeilerfeld ab. Trotzdem konnte das Ergebnis der Modellversuche bei der BAW im "kleinen" Modell im Labor für Wasserbau der HSBI fast identisch bestätigt werden.