Versuchsrinne

3rd International Workshop on Labyrinth und Piano Key Weirs

Die BAW untersucht seit gut drei Jahren im Rahmen des Projekts „Feste Wehre an Bundeswasserstraßen“ sogenannte Labyrinth- und Piano-Key-Wehre. Dabei handelt es sich um feste Wehre, die im Grundriss gefaltet sind. Durch die wesentlich größere Überfalllänge ergibt sich eine deutlich höhere Leistungsfähigkeit bei gleicher lichter Weite.

Labyrinth-Wehre werden schon seit vielen Jahren u.a. in den USA eingesetzt. Eine Weiterentwicklung ist das speziell für den Einsatz an Hochwasserentlastungsanlagen von Talsperren entwickelte Piano-Key-Wehr, das in den letzten Jahren vielfach in Frankreich, aber auch in Vietnam gebaut wurde. Das war vermutlich auch der Grund dafür, dass der dritte Workshop nach Liège und Paris diesmal vom 22. bis 24. Februar 2017 in Vietnam stattfand.

Bei dem Workshop hatten wir die Möglichkeit uns mit internationalen Kollegen über diese speziellen Wehrtypen auszutauschen. Der Workshop wurde im Wesentlichen von der Université de Liège, dem Vietnam National Committee on Large Dams (VNCOLD), der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) und der Electricité  de France (EDF) organisiert. Mein Kollege Michael Gebhardt und ich sind dafür nach Vietnam gereist und haben dort unsere Untersuchungen an der Ilmenau und unsere bisherige Forschung zu Labyrinth- und Piano-Key-Wehren vorgestellt.

Die Reise begann Montagvormittag am Karlsruher Hauptbahnhof. Vom Frankfurter Flughafen sind wir dann nach Ho-Chi-Minh-City geflogen und von dort aus weiter zum Konferenzort in Qui Nhon, wo wir nach einer 35-stündigen Anreise ankamen. Die Konferenz fand in einem Hotel statt, in dem auch alle auswärtigen Teilnehmer untergebracht waren. Der Teilnehmerkreis bestand aus etwa 80 Personen, wovon die eine Hälfte aus Vietnam und die andere Hälfte aus dem internationalen Ausland kamen. Vertreten waren unter anderem Kollegen der EDF (Frankreich), der Université de Liège (Belgien), der Utah State University (USA), EPFL (Schweiz), der Islamic Azad University (Iran), der University of Biskra (Algerien), der Stellenbosch University (Südafrika) und VNCOLD (Vietnam).

An zwei Konferenztagen wurden in durchweg interessanten Vorträgen die neuesten Forschungsergebnisse und die praktischen Erfahrungen beim Bau von Labyrinth- und Piano-Key-Wehren vorgestellt. Im Gegensatz zu vielen anderen Konferenzen, bei denen oft eine breite Spanne von Themen rund um Wasserbau und Schifffahrt präsentiert werden, wurde hier nur über diese Wehrtypen diskutiert. Das war hochinteressant und auch aufregend, da man selten die Möglichkeit hat, seine Ergebnisse vor einem derart spezialisierten Fachpublikum vorzustellen. In den Kaffeepausen und während der Mahlzeiten fand immer ein interessanter Austausch zwischen den Teilnehmern aus verschiedensten Ländern statt.

Am dritten Tag fand eine technische Exkursion zur Van Phong Barrage statt, einem in Betrieb befindlichen Piano-Key-Wehr. Mit einer Gesamtlänge von etwa 300 m handelt es sich dabei um eines der größten Piano-Key-Wehre überhaupt.

Insgesamt ist die Teilnahme an einer solchen Konferenz nicht zu unterschätzen. Ein Abstract und ein mehrseitiger wissenschaftlicher Beitrag in englischer Sprache müssen verfasst und fristgerecht abgegeben werden. Die Präsentation selbst muss gut vorbereitet sein und der Vortrag will trotz langer Anreise und Jetlags gut gehalten werden, in der Hoffnung dass die Inhalte auch beim Fachpublikum ankommen. Die interessanten Diskussionen, die geknüpften Kontakte und die gemachten Erfahrungen entschädigen aber schnell und führen zu wissenschaftlichem Erkenntnisgewinn und einem echten Mehrwert bei der zukünftigen Beratung der WSV.

Verfasst von Fabian Belzner

Seit 2012 befasse ich mich als wissenschaftlicher Mitarbeiter der BAW in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich mit der Hydraulik von Wasserbauwerken.

Die neue Versuchsrinne im Wasserbau

Im November 2015 wurde in der Bundesanstalt für Wasserbau in Karlsruhe eine neue Versuchsrinne in Betrieb genommen. Die 18 Meter lange hochmoderne Versuchsrinne verfügt über einen eigenen Wasserkreislauf, kann jedoch ebenso gut mit dem BAW eigenen Wasserkreislauf betrieben werden. Dabei ist ein maximaler Abfluss von 500 l/s möglich. Die Seitenwände der Stahlkonstruktion bestehen aus spezialgehärtetem Glas, sind nachjustierbar und können ggf. durch Plexiglasplatten ersetzt werden. Die ganze Versuchsrinne ist aufgeständert, so dass auch von unten an die Versuchseinrichtung Messinstrumente angeschlossen werden können.

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Die neue Versuchseinrichtung bietet zahlreiche Möglichkeiten bei der Bearbeitung von Fragestellungen zur hydraulischen Optimierung von Wasserbauwerken. Gegenwärtig können z.B. Untersuchungen zum Lufteintrag, zur Energiedissipation oder zum Schwingungsverhalten teilweise nur unzureichend mit Hilfe numerischer Methoden abgebildet werden. Für diese Fragestellungen haben sich großmaßstäbliche, gegenständliche Labormodelle bewährt.

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Mit Hilfe der neuen Versuchseinrichtung werden beispielsweise Segmentverschlüsse einschließlich Wehrschwellen und Tosbecken untersucht und optimiert. Dies geschieht unter Berücksichtigung der entstehenden Lager- und Antriebskräfte, der Energieumwandlung, sowie der Strömungsablösung an der Schützunterkante und der daraus eventuell resultierenden Schwingungsanfachung.

Neben der Bearbeitung aktueller Fragestellungen aus der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV), dienen die großmaßstäblichen Modelle in der Versuchsrinne der Weiterentwicklung numerischer Methoden, sowie deren Validierung. Beispielsweise in Fragen der Fluid-Struktur-Interaktion oder der Mehrphasenströmung.

Verfasst von Udo Pfrommer

Technischer Angestellter im Bereich Wasserbau im Binnenbereich. Ich untersuche und begutachte mit Hilfe von gegenständlichen Modellen Wasserbauwerke nach hydraulischen Gesichtspunkten.