Allgemein

Besuch von der anderen Seite der (Wasserbau-)Welt…

In den letzten beiden Wochen hatten wir an der BAW Besuch von Francisco Martinez vom Instituto Nacionial de Hydráulica (INH) in Chile. Francisco ist einer von 5 chilenischen Kollegen, die in diesem Frühjahr verschiedene Wasserbaueinrichtungen in England, Spanien, Argentinien und Deutschland besuchen, um Erfahrungen auszutauschen. Dieser Austausch ist Teil eines Programms des INH, mit dem die Qualtität der Forschungs- und Beratungstätigkeiten des Instituts gestärkt werden sollen.

In den beiden Wochen in Karlsruhe konnte Francisco das Wasserbaulaboratorium an der BAW kennenlernen. Er verbrachte mehrere Tage an den Modellen der Wasserbaureferate und wir konnten uns mit ihm über unsere laufenden Untersuchungen austauschen. Von großen Interesse waren für ihn die großen Flussmodelle des Rheins und der Donau, an denen wir uns mit Fragestellungen über den Sedimenttransport befassen. Hier stellten wir fest, dass die Zusammensetzung der Sedimente in chilenischen Gewässern teilweise gänzlich anders ist, von Lehm bis zu PKW-großen Felsen! Die Topographie unserer beiden Länder ist schon sehr unterschiedlich… Ein weiteres wichtiges Thema waren die hydraulischen Modelle von Wehren, Schleusen und Fischaufstiegsanlagen in unseren Versuchshallen inklusive Mess- und Versuchstechnik.

Nach Tagen intensiver Diskussion über unsere Aufgaben, Methoden und Modelle haben wir festgestellt, dass trotz der teilweise sehr unterschiedlichen Anforderungen an den Wasserbau in unseren Ländern, die Herangehensweisen gar nicht so unterschiedlich sind. Der fachliche Austausch war somit sehr hilfreich. Auch Lob gab es von seiner Seite: „…everything on time and very precise“:-)

Ein weiterer wichtiger Punkt für Francisco waren auch unsere Aktivitäten im Bereich anwendungsbezogener Forschung. Wie die BAW ist auch das INH hauptsächlich beratend für die Eigentümer der Wasserstraßen – in beiden Fällen der Staat – tätig. Aufgrund der komplexen Fragestellungen, welche die Arbeit an Wasserstraßen mit sich bringen, ist jedoch eine entsprechende Forschungsaktivität unerlässlich, damit die Beratung qualitativ hochwertig und effektiv ablaufen kann. Am INH in Chile sind die Forschungsaktivitäten bislang weit weniger ausgeprägt und Francisco informierte sich über die hiesigen Strukturen der Forschungsförderung. Zudem wurden Möglichkeiten angesprochen, wie eine fachliche Zusammenarbeit in Zukunft aussehen könnte.

Francisco ist dann am Freitag mit vielen neuen Eindrücken, einem Berg an fachlichen Unterlagen und einigen landestyischen Mitbringseln nach Chile zurückgeflogen. Wir sind gespannt, wie es bei ihm am INH in Chile weitergeht, im Juli steht ein Gegenbesuch an.

Verfasst von Patrick Heneka

Ich bin wissenschaftlicher Mitarbeiter im Referat Wasserstraße und Umwelt (W1). Meine Arbeitsschwerpunkte sind u.a. die Beratung der WSV bei der Planung von Fischaufstiegsanlagen und die Durchführung von experimentellen Untersuchungen im Wasserbaulabor.

Wissenschaftsfestival EFFEKTE im Tollhaus

Klanglandschaften entlang des Rheins – ein ungewöhnliches Spektakel für alle Sinne

Am Dienstag war es endlich soweit – zum 3. Mal stand die Bundesanstalt für Wasserbau beim Wissenschaftsfestival EFFEKTE auf der Bühne. Dieses Jahr mit einem Projekt der besonderen Art. Zusammen mit dem Institut für Musik und Akustik des ZKMs hat die BAW das Abenteuer einer neuen Präsentationform gewagt – fernab des klassischen Vortrags, der die Wissenschaft seit je her begleitet. Statt der typischen PowerPoint-Folien gab es eine beinah künstlerische Ausgabe Wissenschaftskommunikation, die mit einer kreativen Video-Klangreise spannende Einblicke in (Klang-)Landschaften des Rheins und die wissenschaftliche Arbeit der BAW gewährte.

Schon ab Nachmittags herrschte geschäftiges Treiben im Tollhaus auf dem Alten Schlachthofgelände.  Während der Saal und die Bühne hergerichtet wurden, kümmerten sich die Veranstaltungstechniker um die Justierung des Beamers, der Bühnenbeleuchtung und der Soundanlage. Unmittelbar vor der Aufführung stand noch eine zweistündige Generalprobe auf dem Plan, um den späteren Programmablauf durchzuspielen und die Mikrofone sowie Lichteinstellungen zu testen. Allen Sprechern einschließlich der Moderatorin Frau Lüke war das Lampenfieber anzumerken. Im Schnelldurchgang wurden nicht nur die Kurzinterviews und die Übergänge für die einzelnen Film- und Musikstücke geprobt, sondern auch wie die Sprecher auf die Bühne hinauf- und wieder hinunterkommen sollten. Am Ende mussten alle auf das Sprichwort vertrauen, dass auf eine etwas chaotische Generalprobe eine gute Premiere folgt – und wurden nicht enttäuscht. So holprig die letzte Probe vor der Aufführung gewesen war, so gelungen waren die Gesamtperformance und die Auftritte alle Beteiligten, als es später ernst wurde.

Kurz nach 19 Uhr öffnete das Tollhaus die Türen für die bereits ungeduldig wartenden Besucher. Die Menschenmassen, die in den Saal strömten und die über 400 Plätze innerhalb weniger Minuten füllten, trieben die Aufregung bei allen noch einmal in die Höhe. Mit so viel Andrang hatte wohl keiner gerechnet! Trotz der vielen positiven Resonanz im Voraus der Veranstaltung. Selbst nachdem der Zutritt zu der eigentlich gesperrten Empore möglich war und Treppenstufen als Sitzplätze umfunktioniert wurden, mussten Besucher wegen Überfüllung wieder weggeschickt werden. Die umfangreiche Ankündigung der Veranstaltung mit Flyern und einem großen Artikel in „Der Sonntag“ schienen gute Dienste getan zu haben. Jetzt packte auch mich das Lampenfieber.

Eher zufällig im Rahmen eines Studienpraktikums in das Projekt „Klanglandschaften entlang des Rheins“ hineingestolpert, durfte ich letztlich tatkräftig daran mitwirken und fachlich unterstützt von den Wissenschaftlern die Texte für die einzelnen Filmabschnitte verfassen. Und mit Ausnahme des ersten Slots hatte ich – wie alle anderen auch – noch keinen der anderen Filme in seiner geschnitten Endfassung samt eingesprochenen Texten gesehen.

Um 19:30 hatte die nervöse Warterei dann zum Glück ein Ende. Mit dem langsamen Abdimmen der Raumhelligkeit verstummte allmählich das Raunen in den Zuschauerreihen und Erwartungsstille legte sich über den Saal. Alle Augen richteten sich auf die Bühne, als die Moderatorin ins Scheinwerferlicht hinaustrat und nach ein paar Willkommensworten Herrn Prof. Heinzelmann und Herrn Prof. Brümmer zu sich bat. Nach einer kurzen Begrüßung begann dann auch schon die erste Etappe unserer Video-Schiffsreise. Die Fahrt der MS Krieger Senior, die unser Filmer Volker Ridderbusch mit der Kamera hatte begleiten dürfen, begann am Kieswerk des Kriegersees und führte uns bis zur imposanten Stauanlage in Iffezheim. Dort hatten die Zuschauer die Möglichkeit etwas genauer hinzusehen, etwa in die riesige trockengelegte Schleusenkammer, das gewaltige Wasserkraftwerk mit seinen imposanten Turbinen oder auf das komplexe Strömungsbild der Fischaufstiegsanlage. Auf der zweiten Film-Etappe ging es weiter vorbei an der Fähre Plittersdorf, den Rastatter Rheinauen und dem Goldkanal bis etwa auf Höhe von Au am Rhein. Die dritte und letzte Film-Etappe erstreckte sich zwischen den Tomateninseln und dem Karlsruher Rheinhafen und endete mit einem Blick hinter die Kulissen des alltäglichen Verladebetriebs.

Die eindrucksvollen Bilder – größtenteils mit der Kameradrohne aufgenommen – offenbarten aus der ungewohnten Vogelperspektive faszinierende Einblicke in die Flusslandschaft mit ihren artenreichen, dschungelähnlichen Auenwäldern und ihrem Netz aus Altrheinarmen, aber auch in wasserbauliche Aspekte der Wasserstraße. Nicht ohne Stolz durfte ich miterleben, dass unser fleißiger Filmemacher Recht behalten hatte: dank der professionell eingesprochenen Textpassagen, mit denen der Film unterlegt wurde, wirkte die bildgewaltige Produktion wie eine Dokumentation, die problemlos auch im Fernsehen hätte ausgestrahlt werden können. Durch die Sprecherstimme erfuhren die Zuschauer spannende Details, etwa zum Schleusenbetrieb, zur Entstehung des Goldkanals oder zur Geschichte und Namensgebung der Tomateninseln.

Was der Film an Fragen offen ließ, wurde jeweils im Anschluss an die Teilstrecken durch Kurzinterviews erörtert. Unsere BAW-Experten standen der Moderatorin trotz Rampenlicht souverän Rede und Antwort zu den Themen Korrosionsschadensfälle, Fischaufstiegsanlagen, Strömungssimulationen, Buhnen und Geschiebezugabe sowie Fahrdynamik von Binnenschiffen.

Wie der Begriff Video-Klangreise schon vermuten lässt, gab es den Rhein vor den Toren unserer Stadt nicht nur in tollen Luft-und Landschaftsaufnahmen zu entdecken. Als Pendant zu den visuellen Sinneseindrücken hat das Institut für Musik und Akustik des ZKM eine Sonifikation geschaffen und damit eine staunenswerte auditive Antwort auf die Frage gefunden, wie der Rhein klingt, wenn Strömungsdaten jeweils eigene Klänge zugeordnet werden. Im abgedunkelten Saal den tongewaltigen und zum Teil fremdartigen künstlichen Klängen zu lauschen und die Vibration der Bässe am eigenen Körper zu erleben, war eine außergewöhnliche und im wahrsten Sinne des Wortes nachhallende Erfahrung.

Eine Entdeckungsreise für die Ohren war auch die Soundscape Kollage des Künstler Lasse-Marc Riek. Die anhand von O-Tönen entworfene Klanglandschaft des Rheinstroms hat weitere überraschende Gesichter und Facetten des großen Flusses hervorgeholt.

Das große Finale am Ende des Abends mit phänomenalen Zeitraffer-Aufnahmen, die simultan mit einem eigens für diesen Zweck komponierten Musikstück von Prof. Ludger Brümmer abgespielt wurden, haben das ungewöhnliche und EFFEKTVOLLE Spektakel für die Sinne komplettiert.

Ich freue mich, dass ich an diesem einmaligen Abend mitwirken durfte und die Erfahrung machen konnte, wie innovativ Wissenschaftskommunikation sein kann, wenn kreative Ideen auf aufgeschlossene und engagierte Wissenschaftler treffen.

Mein Tipp für alle, die am Dienstag bereits anderweitig verplant waren oder es aufgrund des großen Andrangs nicht mehr in den Saal geschafft haben: Das ZKM nimmt die Veranstaltung im Rahmen des EFFEKTE-Wissenschaftsfestival-Wochenendes ins Programm: 28. und 29. Juni und 1. und 2. Juli. Außerdem zur KAMUNA am 5. August.

Neues Schiff für die Fischerei- und Meeresforschung, Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft investiert 85 Mio. EUR in die neue WALTHER HERWIG

von links nach rechts, die Herren Dr. Kloppmann, Damen, Dr. Kraus, Dr. Eiden, de Lange, Prof. Heinzelmann (Bildquelle: BLE)

Am 22.März 2017 unterzeichnete der Präsident der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), Dr. Hanns-Christoph Eiden in Hamburg den Bauvertrag für das neue hochseetaugliche Fischereiforschungsschiff WALTHER HERWIG. Ab 2020 werden damit modernste Forschungsarbeiten für eine nachhaltige Nutzung von Ressourcen und den verbesserten Schutz der Meeresökosysteme möglich. Den Auftrag zum Bau erhielt die DAMEN Shipyards Gorinchem (Niederlande). Der dem Auftrag zugrunde liegende Schiffsentwurf entstand in Zusammenarbeit der DAMEN Shipyards Gorinchem mit dem norwegischen Konstruktionsbüro Skipsteknisk. Als bauausführende Werft ist die DAMEN Shipyards Galati, Rumänien vorgesehen. Der Neubau wird mit knapp 85 m Länge und 17,40 m Breite das größte Schiff in der Flotte der BLE sein, er bietet Platz für 26 Besatzungsmitglieder sowie 26 Wissenschaftler. Haupteinsatzgebiete werden die Nord- und Ostsee sowie der Nordatlantik von den Subtropen bis Grönland sein. Zur Ausrüstung gehören unter anderem zwei große Seitenhangars, diverse Nass- und Trockenlabore sowie Stellplätze für Labor- und Transportcontainer. Ein etwa 300 Quadratmeter großes Fischerei- und Arbeitsdeck bietet die Möglichkeit, ohne Zeitverzug von Bodenfischerei auf Schwarmfischfänge umzustellen. Wissenschaftliche Arbeitskrane, Aussetzvorrichtungen und Winden gehören darüber hinaus zur Grundausstattung. Die vorgesehenen Winden ermöglichen Arbeiten bis zu einer Wassertiefe von 6000 m. Die umfangreiche hydroakustische Ausstattung zur nicht-invasiven Erfassung von Fischen und anderen Meeresorganismen, u.a. auch angeordnet in zwei Hubkielen, komplettiert die wissenschaftliche Ausrüstung. Der dieselelektrische Antrieb genügt hohen Umweltstandards. Über eine Kombination aus SCR- Katalysatoren und Rußpartikelfilter wird der Ausstoß von Stickoxiden (NOx) und Rußpartikeln erheblich reduziert und übertrifft neueste Abgasvorschriften. Während der Hafenliegezeiten stellt eine Landstromversorgung die nötige Energie für den Schiffsbetrieb bereit. Darüber hinaus wird der Neubau über Manövriereinrichtungen zur dynamischen Positionierung verfügen und höchste Anforderungen an die Unterwasserschallemissionen gemäß der DNV-GL Silent (R)- Grenzkurve sowie der ICES CRR 209 erfüllen. Das Referat Schiffstechnik der BAW wird in enger Zusammenarbeit mit der BLE und dem Thünen-Institut die nun folgende Konstruktions- und Bauphase bis zur geplanten Indienststellung im Januar 2020 im Rahmen der Bauaufsicht verantwortlich begleiten.

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Praxissemester bei der BAW in Karlsruhe

Bianca Müller studiert an der Hochschule Emden/Leer Schiffs- und Reedereimanagement. Ihr Praxissemester hat sie bei der BAW in Karlsruhe im Referat Wasserbauwerke verbracht. Als Gastbloggerin erzählt sie von ihren Erfahrungen und Eindrücken:

 

„Süddeutschland? Was willst du denn da mit Wasser machen?“ Solch ähnliche Fragen kamen  häufig, als ich im Bekanntenkreis ankündigte für mein Praxissemester fernab der Küste nach Süddeutschland an die Bundesanstalt für Wasserbau in Karlsruhe zu gehen.

Im Rahmen meines Studiums an der Hochschule Emden/Leer im Studiengang Schiffs-und Reedereimanagement ist ein sechsmonatiges Praktikum vorgeschrieben. Durch die gewählte technische Vertiefung in meinem Studiengang habe ich bereits erste Erfahrungen mit numerischer Strömungsmechanik im wasserbaulichen Bereich machen können. Als studentische Hilfskraft unterstützte ich die Durchführung von Praktika im Bereich der Computational Fluid Dynamics, die den Studenten die theoretischen Inhalte der Vorlesungen anschaulich näher bringen sollten. Das waren die ersten Berührungspunkte mit wasserbaulicher Strömungsmechanik.

So entschied ich mich ein Praktikum zu absolvieren, das auf meinen ersten Erfahrungen in diesem spannenden Bereich aufbaut und wo ich die Chance habe, an vielfältigen und spannenden Projekten mitzuarbeiten. Wo ließe sich dieses erste Grundwissen weiter ausbauen?

Die Wahl fiel auf die Bundesanstalt für Wasserbau in Karlsruhe.  Auch wenn man Karlsruhe nicht als erstes mit Wasser verbindet, sitzt hier die Kompetenz für die deutschen Wasserstraßen. Im Bereich Wasserbau im Binnenbereich, Referat Wasserbauwerke, erwarteten mich vielfältige Möglichkeiten meine Grundkenntnisse in der Strömungsmechanik, deren computergestützte Simulation sowie Kenntnisse in der Auswertung der aufgesetzten Modelle auszubauen.

Anfang September war es soweit und der erste Arbeitstag stand vor der Tür. Ich war gespannt, was mich erwarten würde. Nach einer ersten Begrüßung wurde ich gleich auf dem Gelände herumgeführt. Von außen doch relativ unscheinbar und nicht gleich ersichtlich sind in den riesigen Versuchshallen auf dem Gelände viele gegenständliche Modelle, Rinnen und unterschiedliche Versuchsstände aufgebaut, an denen Untersuchungen durchgeführt werden.

Nach einer folgenden mehrtägigen Einsteigerschulung für das verwendete Software Framework OpenFOAM(R) ging es auch gleich los. Ich wurde von Anfang an in verschiedene Projekte mit einbezogen, erhielt meine eigenen Aufgaben und konnte so schrittweise meine Kenntnisse mit den verwendeten Programmen erweitern und die unterschiedlichsten Anwendungsfälle für die numerische Strömungsmechanik im Wasserbau kennenlernen.

Natürlich gab es immer wieder kleinere und größere Herausforderungen, vor denen ich stand und die ich auch nicht immer alleine lösen konnte. Hier halfen mir aber alle Kollegen und standen mit Rat zur Seite. Geduldig wurde auch schon einmal eine Frage zweimal erklärt, damit es gut umgesetzt werden konnte.

Die sechs Monate verflogen schneller als ich es mir zuerst vorgestellt hatte und schon stehe ich am Ende des Praxissemester vor der Frage: Haben sich meine Ziele und Ansprüche erfüllt?

Ich kann diese Frage für mich nur mit einem eindeutigen „Ja“ beantworten. Fachlich und auch methodisch habe ich durch die Projektmitarbeit viel lernen und für die Zukunft mitnehmen können.

Wir bedanken uns bei Bianca für ihre engagierte Mitarbeit im letzten halben Jahr und wünschen ihr alles Gute für ihre berufliche und private Zukunft.

 

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.

IWASA 2017 in Aachen

Blick auf Ausstellungsfläche der IWASA 2017 in Aachen„Living Rivers – Neues aus Praxis und Forschung“ – so lautete das Thema des diesjährigen Internationalen Wasserbau-Symposium Aachen – kurz: IWASA. Am 12. und 13. Januar fand zum mittlerweile 47. Mal diese Veranstaltung statt, die alljährlich vom Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft (IWW) der RWTH Aachen unter der Leitung von Herrn Prof. Schüttrumpf organisiert wird.

Die etwa 20 Vorträge wurden in die Themenbereiche Messen, Stoffe, Prozesse, Maßnahmen und Projekte unterteilt, so dass den rund 600 Teilnehmern ein breites Spektrum an neuen Entwicklungen, Forschungen und Anwendungen präsentiert werden konnte. Jede/r Vortragende hatte dabei 20 Minuten Zeit, dem Publikum ihre/seine aktuellen Arbeiten vorzustellen. Die anschließende Möglichkeit der Diskussion wurde von den Zuhörern durch viele Fragen und Anmerkungen genutzt.

Wer auch aus der Ferne live dabei sein wollte, konnte die Vorträge (zumindest einige) auf der Facebookseite des IWW mitverfolgen. Die dort geposteten Livestreams können auch nach Ende der Veranstaltung abgerufen werden.

BAW-Messestand auf der IWASA 2017 in AachenNeben den spannenden Vorträgen gab es auch für Firmen und Institutionen die Möglichkeit, sich an ihren Messständen zu präsentieren und auf diesem Weg alte Kontakte zu pflegen bzw. neue zu knüpfen. Unter den rund 50 Ausstellern war diesmal auch die BAW mit ihrem Messestand vertreten. Drei Mitarbeiter aus dem Referat Flussbau beantworteten die zahlreichen Fragen der vielen interessierten Besucher. Insbesondere die StudentInnen der RWTH nutzten die Möglichkeiten, sich über die BAW, ihre Aufgabenbereiche und mögliche Praktika, Bachelor- oder Masterarbeiten zu informieren. Für die Studierenden ergeben sich durch solche Kooperationen interessante Fragestellungen aus der wasserbaulichen Praxis, für die BAW sind sie ein wichtiger Baustein im Rahmen der Gewinnung des wissenschaftlichen Nachwuchses.

Wer jetzt auf den Geschmack gekommen ist und bei der nächsten IWASA ebenfalls teilnehmen möchte (die Teilnahme ist übrigens kostenfrei): Am 18. und 19. Januar 2018 lädt das IWW zur 48. IWASA mit dem Thema „D³ – Deckwerke, Deiche, Dämme“ ein – vielleicht trifft man sich ja wieder am Messestand der BAW.

Verfasst von Lars Backhaus

Seit 2013 befasse ich mich als wissenschaftlicher Mitarbeiter der BAW in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich mit numerischen mehrdimensionalen hydro- und morphodynamischen Modellen.

Gestaltungskriterien und hydraulische Bemessungsgrundlagen für Streichwehre

An den Bundeswasserstraßen gibt es derzeit mehr als 300 Wehranlagen, die von der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) des Bundes betrieben und unterhalten werden. 140 dieser Wehranlagen befinden sich an eher weniger befahrenen Wasserstraßen außerhalb des Kernnetzes. Aufgrund des nicht ausreichenden Zustandes vieler dieser Bauwerke, ist in den nächsten 10 Jahren mit einem Ersatzneubau oder einer Grundinstandsetzung zu rechnen. Möglichst investitions- und unterhaltungsarme Anlagen sollen dabei in Betracht gezogen werden. Dies führt zu der Überlegung, bestehende bewegliche Wehre an Wasserstraßen außerhalb des Kernnetzes künftig möglichst durch feste Wehre zu ersetzen. Jedoch sind derartige Wehrtypen bisher selten an Bundeswasserstraßen eingesetzt worden, so dass Kenntnisse über die Grundlagen und Rahmenbedingungen für den breiteren Einsatz fehlen.

Streichwehre, die sich in die Kategorie „feste Wehre“ einordnen lassen, haben sich bereits in der Vergangenheit durch ihre einfache Konstruktion und Unterhaltung bewehrt. Der Vorteil von Streichwehren zeigt sich in der Überfalllänge, die, im Vergleich zu einem senkrecht angeströmten festen Wehr, infolge einer schräg zur Hauptströmungsrichtung angeordneten Überfallkante deutlich erhöht werden kann. An den staugeregelten Flüssen in Deutschland gibt es zahlreiche Streichwehre, die sich in Lage, Querschnitt und Aufbau unterscheiden. Eines der wohl bekanntesten Streichwehr ist das Streichwehr in Würzburg am Main mit einer Länge von 210 m (Bild 1, links). Der Wehrrücken besteht in wesentlichen Teilen aus einer Mauer aus Stahlbeton und Steinen sowie einer Steinschüttung aus Wasserbausteinen im Unterwasser, die als Kolkschutz dient. Das Streichwehr in Weilburg (Bild 1, Mitte) besteht im Bereich der Wehrkrone aus geklammerten Kronensteinen und einem Wehrrücken aus Bruchsteinen, während das Streichwehr in Gochsen (Bild 1, rechts) einen Wehrrücken aus Stahlbeton besitzt. Bereits an diesen drei Beispielen zeigt sich die Vielfalt an konstruktiver Gestaltung.

bestehende Streichwehre

Bild 1: Streichwehre in Würzburg am Main (links), Weilburg an der Lahn (Mitte) und Gochsen am Kocher (rechts)

Um Empfehlungen zur Umsetzung von Streichwehren geben zu können, untersuchte die BAW anhand einer Analyse von etwa 50 bestehenden Streichwehren die Anordnung sowie Querschnittsgestaltung. Mit Bestandsplänen konnten mehrere Querschnittsformen ermittelt werden, wobei die am häufigsten auftretende Querschnittsform der dachförmige Querschnitt mit einer mittleren Böschungsneigung im Oberwasser von etwa 1:2,5 und im Unterwasser von etwa 1:4,0 darstellt.

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Bild 2: Streichwehr in Böllberg an der Saale

Die Lage eines Streichwehres im Gewässer wird maßgeblich durch die örtlichen Gegebenheiten einer Staustufe bestimmt. Streichwehre kommen hauptsächlich als Entlastungsbauwerk in den Altarm in Betracht als sogenannte gerade Streichwehre (Bild 2). Die Anströmung erfolgt hier parallel zur Überfallkrone, während der Anströmwinkel bei schiefen Streichwehren zwischen 0° und 90° liegt, typischerweise bei etwa 30°. Befindet sich am betrachteten Standort ein Wasserkraftwerk, sollte sich die Linienführung am Kraftwerk orientieren. Durch das Streichwehr wird der Fließquerschnitt stetig verjüngt, sodass die Strömung kontinuierlich beschleunigt und eine gute Anströmung am Turbineneinlauf erzielt wird.

Neben Lage und Aufbau spielt vorallem die hydraulische Leistungsfähigkeit dieser Wehrtypen eine entscheidende Rolle beim Ersatzneubau. In der Literatur finden sich hierzu mehrere Berechnungsansätze, die erweiterte Überfallformel nach Poleni hat sich jedoch als die praktikabelste herausgestellt. Neben numerischen Berechnungen zur Querschnittsform wurden im Labor der BAW gegenständliche Modelluntersuchungen an unterschiedlichen Streichwehrgeometrien und Anströmwinkeln durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Anströmwinkel nur einen untergeordneten Einfluss auf die Leistungsfähigkeit ausübt und bei der hydraulischen Bemessung die volle Überfalllänge des Streichwehres angesetzt werden kann. Der hydraulische Vorteil eines Streichwehres mit dachförmigem Querschnitt zeigt sich vorallem bei rückgestautem Abfluss. Wie auch beim breitkronigen Wehr reagiert das Streichwehr weniger stark auf den steigenden Unterwasserstand als beispielsweise scharfkantige Wehre.

Ein Bericht zu Streichwehren wurde bereits in BAWiki veröffentlicht (http://wiki.baw.de/de/index.php/Wehranlagen), der die hydraulischen Grundlagen zusammenfasst und Hinweise zum Querschnitt und zur Anordnung im Gewässer liefert. Dem planenden Ingenieur werden Formeln und Beiwerte zur Berechnung des vollkommenen und rückgestauten Überfalls zur Verfügung gestellt sowie Hinweise zur Herstellung, Unterhaltung und ökologischen Durchgängigkeit gegeben.

Im Vergleich zu anderen Wehrtypen ist der Querschnitt eines Streichwehres einfach und kostengünstig herzustellen. Aufgrund des großen Platzbedarfes und den örtlichen Randbedingungen können unter Umständen diese Wehrtypen nicht an jedem Standort realisiert werden. Somit stellt sich die Frage nach weiteren leistungsfähigen festen Wehrtypen, die in solchen Fällen in Betracht gezogen werden könnten. Hier stellen gefaltete Wehre, wie beispielsweise Labyrinth- oder Piano-Key-Wehre, eine ansprechende Option dar.

Verfasst von Jennifer Merkel

Ich bin wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich. Mit Hilfe von gegenständlichen Modellen untersuche ich die Hydraulik fester Wehre und erarbeite Empfehlungen für die Planung dieser Wehrtypen.

Mädchen und Jungs entdecken die BAW-DH am Girls‘- und Boys’Day

Seit vielen Jahren schon bietet die BAW-DH Mädchen am Girls’Day, der bundesweit (fast) immer am vierten Donnerstag im April stattfindet, die Möglichkeit, unterschiedliche Arbeitsbereiche unserer Kolleginnen und Kollegen kennenzulernen. Die 24 Plätze, die wir anbieten und für die die Mädchen sich über http://www.girls-day.de unkompliziert anmelden können, sind stets innerhalb weniger Tage vergeben.

Nachdem in den letzten Jahren immer wieder Fragen wie Warum wird in der BAW nur der Girls’Day angeboten? oder Warum darf mein Sohn nicht mitmachen? aufgetaucht waren, konnten sich in diesem Jahr erstmals auch Jungs über die Plattform http://www.boys-day.de für eine Veranstaltung in der Dienststelle Hamburg anmelden.

Den Mädchen wurde unser bewährtes Programm geboten: Aufgeteilt in 6er-Gruppen, wurde ihnen Einiges über Wasserbau, Geotechnik und das Innenleben eines Computers erklärt.

Sie konnten sowohl Bodenproben von Schlick über Sand bis hin zum Kies „erfühlen“ als auch Modellschiffe fahren lassen und aus der gestoppten Zeit und der gefahrenen Strecke deren Geschwindigkeit berechnen.

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In einer Laborrinne durften sie Strömungsmessungen durchführen und mit vorher erzeugten Simulationsergebnissen vergleichen, unter Anleitung unserer Azubis (Fachinformatiker Systemintegration) haben sie einige Hardware-Komponenten in einen PC eingebaut und diesen zum Laufen gebracht.

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Zusätzlich wurden für die Jungs die Arbeitsbereiche Bibliothek und Verwaltung in das Programm integriert, die eher frauenspezifische Berufsfelder abdecken und somit der originären Idee des Boys’Days entsprechen. So hat beispielsweise unsere Kollegin aus der KfKI-Bibliothek den Jungs Einiges über Sinn und Aufgabe von Bibliotheken und über die Ausbildung zur Fachangestellten für Medien- und Informationsdienste (FaMI) erzählt. Hierfür hatte sie eigens ein Quiz entwickelt, bei dem die Jungs testen konnten, wie gut sie gerade zugehört hatten. Die Fragen sind öffentlich zugänglich und unter folgendem Link zu finden: http://www.testedich.de/quiz41/quiz/1461247908/Was-weiss-ich-eigentlich-ueber-Bibliotheken

Für unsere jungen Gäste war es ein spannender Tag, der traditionell mit Grillwürstchen (oder mitgebrachtem vegetarischen Grillgut) seinen Abschluss fand.

Die Resonanz war durchgehend positiv, O-Ton von Charlotte (12):

„Der Girlsday bei der BAW hat mir sehr gut gefallen. Ich fand besonders toll, dass es so viele Stationen gab, bei denen man soviel selbst ausprobieren konnte. Am besten hat mir die Station gefallen, in der man Computer selbst zusammenbauen konnte.“

 

 

Verfasst von Ingrid Uliczka

Als Dipl.-Ing. (FH) Physikalische Technik arbeite ich in der hydronumerischen Modellierung. Zusätzlich bin ich seit einigen Jahren Stellvertretende Gleichstellungsbeauftragte und organisiere in dieser Funktion den Girls'- und dieses Jahr probeweise den Boys'Day.

Eine Sandkiste für die Elbe

Im Osten der Elbinsel Wilhelmsburg graben sich seit Monaten Bagger durch Hamburgs wohl größte Sandkiste (Bild 1, oben). Doch was hat es damit auf sich? Auf dem Baustellentag der Jungen HTG ergab sich die Gelegenheit die Fläche jenseits des Kreetsander Hauptdeichs zu besichtigen und die Hintergründe des Projekts zu erfahren.

Die Maßnahme Kreetsand ist, anders als in einigen Medien immer wieder zu lesen, nicht in erster Linie eine Ausgleichsmaßnahme für die geplante Elbvertiefung, sondern vielmehr ein Pilotprojekt im Rahmen des Tideelbekonzeptes.

Übersichtskarte Kreetsand

Bild 2: Übersichtskarte Kreetsand

Das Tideelbekonzept wurde durch die Hamburg Port Authority (HPA) und die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes aufgestellt um der in vielerlei Hinsicht unvorteilhafte Entwicklung des Systems Tideelbe entgegen zu wirken. Phänomene wie der stromauf gerichtete Transport von Sedimenten (Tidal pumping Effekt) oder der Anstieg des Tidehubs in Hamburg  beeinträchtigen sowohl die Hafenwirtschaft und Schifffahrt (Akkumulation von Sedimenten im Hamburger Hafen, Reduktion des Tideniedrigwassers) als auch den Hochwasserschutz und die Natur (z.B. Verlandung von Seitenbereichen und Nebenelben).

Zur Entwicklung und Umsetzung eines nachhaltigen Ästuarmanagements ist ein fundiertes Verständnis der Hydro- und Morphodynamik des Systems Tideelbe unerlässlich. Mit Hilfe physikalischer und numerischer Modelle sowie spezieller Naturmesskampagnen untersucht die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in der Dienststelle Hamburg seit Jahrzehnten das Systemverhalten der Tideelbe und trug damit wesentlich zur Entwicklung des Tideelbekonzeptes bei. Weiterhin untersuchte die BAW im Auftrag der HPA diverse Varianten (darunter auch Kreetsand) zum Anschluss zusätzlichen Flutraums an die Tideelbe.

Die Vergrößerung des Tidevolumens der Elbe wirkt dämpfend auf den Tidehub und kann die Flutstromdominanz sowie den stromauf gerichteten Transport von Sedimenten reduzieren. Die Untersuchungen der BAW zeigen u.a., dass neben der Größe vor allem die Lage des Flutraums maßgebend für seine Wirkung auf das Ästuar ist.

Besonders wirksam sind Flächen in Hamburg. Im urbanen Raum gibt es aber kaum verfügbare Flächen. Die Maßnahme Kreetsand bildet hier eine Ausnahme. Das ehemalige Spülfeld wurde bereits vor Jahren ausgedeicht und liegt seit 2010 im Naturschutzgebiet Auenlandschaft Norderelbe.  Nach Fertigstellung wird ein ökologisch wertvolles Flachwassergebiet entstehen. Erahnen kann man dies bereits im südlichen Teil der Fläche. Hier ist bereits der Anschluss an die Elbe hergestellt. Dazu wurde ein Teil des wertvollen Auenwaldes verpflanzt (im Bild 3, links der Öffnung zur Tideelbe).

So wie der fast fertiggestellte südliche Teil von Kreetsand soll einmal das gesamte Areal aussehen.

Bild 3: So wie der fast fertiggestellte südliche Teil von Kreetsand soll einmal das gesamte Areal aussehen.

Im nordöstlichen Bereich von Kreetsand soll ein Gebiet entstehen, das als Lebensraum für den geschützten Schierlings-Wasserfenchel besonders geeignet sein soll. Daher wurde die Maßnahme Kreetsand auch in die Liste der Ausgleichsmaßnahmen für die geplante Fahrrinnenanpassung der Elbe aufgenommen.

Für die Herstellung des geplanten Sohlniveaus müssen ca. zwei Millionen Kubikmeter Boden  entfernt werden. Das Material ist unterschiedlich stark kontaminiert, wird schichtweise ausgebaut und auf einem eigens hergerichteten Zwischenlager aufbewahrt. Erste wenn geeignete Abnehmer gefunden worden sind, wird das Material per LKW oder über einen baustelleneigenen Anleger per Schiff abtransportiert. Teile der Fläche sehen daher aus wie eine riesige Sandkiste (Bild 4).

Bild 4: In einem Zwischenlager auf Kreetsand warten Berge von Bodenaushub auf den Abtransport

Bild 4: In einem Zwischenlager auf Kreetsand warten Berge von Bodenaushub auf den Abtransport

Nach aktuellen Planungen soll die Fläche im Jahr 2019 fertiggestellt werden. Im Sinne des Pilotcharakters bleibt zu hoffen, dass die Maßnahme Kreetsand  nur der Anfang einer ganzen Reihe von Flächen sein wird, die der Tideelbe wieder zur Verfügung gestellt werden können.

Verfasst von Morten Klöpper

Als wissenschaftlicher Angestellter im Bereich Wasserbau im Küstenbereich untersuche ich die deutschen Ästuare und Küstengewässer und nutze dabei überwiegend hydrodynamisch numerische Modelle.

BOGY-Praxiswoche in der BAW

Die Arbeit eines Flussbauingenieurs für Schüler eingänglich zu vermitteln, ist die Aufgabenstellung der BAW bei der Berufs- und Studienorientierung am Gymnasium (BOGY).

Flussmodell der Oder mit beweglicher Sohle

Flussmodell der Oder mit beweglicher Sohle

Die Praxiswoche begann für die Praktikanten mit einer Hallenführung, denn die Wasserbauwerke in geflutetem Zustand zu erleben ist sowohl akustisch, als auch optisch eine Erfahrung. Die Versuchshallen bieten Einblicke in aktuelle Baustellen, sei es die Erneuerung von Infrastruktur, oder der Auf- und Abbau von Modellstrecken. Danach schloss sich der praktische Teil an. Bei Naturmessungen wurden die Praktikanten selbst aktiv.

In diesem Jahr konnte die große Wasserbau-Versuchsrinne (Grüne Rinne) im laufenden Betrieb in Augenschein genommen werden. Zu beobachten gab es das sogenannte zweidimensionale Particle Tracking Velocimetry (PTV), ein kompliziertes photographisches Messverfahren, das die Bewegung von Teilchen an der Wasseroberfläche erfasst. Details zur technischen Ausstattung der BAW werden hier beschrieben: LINK. Zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit kann alternativ auch die berührungslose Erfassung von dreidimensionalen Turbulenzen, im Fachjargon Acoustic Doppler Velocimetry (ADV), zum Einsatz kommen.

Versuchsrinne mit Modell Lauffen

Versuchsrinne mit Modell Lauffen

Am Modell der Staustufe Lauffen am Neckar untersuchten die Praktikanten die Ausgestaltung des Fischpass-Eingangs mit Sohlanschluss. Das Modell im Maßstab 1:10 diente hierbei als anschauliches Beispiel für die Passierbarkeit von Wasserbauwerken. Aufgabenstellung war die Konzeption eines Messprogramms mit Aufnahme der Modellabmessungen und deren Übertrag in ein Bezugssystem: LINK.

Ebenfalls eingebunden waren die Praktikanten im Geotechnischen Labor zur Ermittlung der Kornverteilung. Die Erstellung einer Sieblinie geht mit physischer Betätigung einher, dazu wurde Bodenmaterial abgewogen und in Siebe eingefüllt. Diese Versuche klassifizieren Böden und sind Grundlage für weitergehende bodenmechanische Versuche.

Labor_Apparaturen

Labor-Apparaturen

Ein Besuch der Hochwasserzentrale in Karlsruhe rundete die Praxiswoche in diesem Jahr ab.

Die Anzahl der Teilnehmer für ein BOGY-Praktikum ist auf maximal zwei begrenzt. Der nächste Termin findet voraussichtlich im März/April 2017 statt.

Weitere Informationen gibt es unter: www.baw.de/de/karriere

Verfasst von Jörg Birk

Wer bin ich? Dipl. (FH) Umweltingenieur und seit mehreren Jahren mit der 2D-HN-Modellierung im Bereich Wasserbau beschäftigt.

Die BAW beim Wissenschaftsfestival EFFEKTE 2015

„Zukunft der Stadt – Stadt der Zukunft“ – unter diesem Motto feierte Karlsruhe diesen Sommer den 300. Stadtgeburtstag. Wie bereits 2013 zeigten die Wissenschaftseinrichtungen bei verschiedensten Veranstaltungen, weshalb der Bereich Technologie und Wissenschaft eine besondere Stärke der Stadt darstellt.

Am Wochenende des 27. und 28. Juni 2015 verwandelte EFFEKTE den Schlossgarten in ein riesiges Mitmach- und Erlebnislabor, bei dem alle wissbegierigen Besucher bei verschiedenen Live Experimenten, Wissenschaftsshows sowie einem vielfältigen Bühnenprogramm auf ihre Kosten kamen. Die BAW stellte ihr Aufgabengebiet am 28. Juni von 10 bis 18 Uhr unter dem Motto „Wasserbau zum Anfassen“ in einem großen Pavillonzelt vor. Engagierte Kolleginnen und Kollegen demonstrierten dort anhand verschiedener Exponate Ausschnitte ihrer jeweiligen Arbeitsbereiche.

Als einer der wissenschaftlichen Partner der Stadt Karlsruhe hat die BAW darüber hinaus am 14. Juli einen Vortragsabend mit dem Titel „Auf Tullas Spuren in die Zukunft“ im Pavillon im Schlossgarten gestaltet. Das Thema: „Tullas Rheinkorrektion – von der Historie zur Neuzeit“.
Gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz (LUBW) und der Energie Baden-Württemberg AG (EnBW) zeigte die BAW in Vorträgen, Experimenten und in einer Podiumsdiskussion, wie Nutzung und Gewässerschutz in Einklang gebracht werden sollen. Hanna Sophie Lüke vom WDR übernahm die Moderation des gelungenen Abends.

Norbert Käthler, Geschäftsführer der Stadtmarketing Karlsruhe GmbH resümiert: „Wissenschaft findet schon lange nicht mehr im Elfenbeinturm statt, sondern muss sich der öffentlichen Diskussion stellen. Deshalb freut es mich, dass unsere Partner aus der Wissenschaft ihre aktuellen Forschungsergebnisse im Pavillon präsentiert haben.“

Wir waren sehr gerne dabei!

Verfasst von Sabine Johnson

Meine Aufgaben liegen im Bereich der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit.