Modell zur Regulierung des Sauerstoffhaushaltes von Fließgewässern durch Wasserkraftanlagen

Rösch, Thomas

Herkules Verlag Kassel, ISBN: 978-3-930150-21-2, 2000, 135 Seiten
(Kasseler Wasserbau-Mitteilungen Heft 10)

| Preis und lieferbare Formen -->

Inhalt: Der Sauerstoffgehalt ist einer der wichtigsten abiotischen Parameter in Fliessgewäs-sern. Bei zu geringem oder zu hohem Gehalt tritt eine Schädigung der Biozönose ein. Sinkt der Sauerstoffgehalt auf 3 mg/l sterben z. B. Salmoniden in kürzester Zeit. Andererseits sterben auch bei Übersättigungen Salmoniden bei einer Sauerstoffsät-tigung von 150% innerhalb einer Stunde.

Diese Arbeit untersucht Umweltschutzmaßnahmen zur Entschärfung der Situation. Dazu wurde an Staustufen überprüft, inwieweit sich der Sauerstoffgehalt durch Tur-binenbelüftung beeinflussen lässt.

Ziel der Arbeit war die Entwicklung mathematischen Modelle, mit denen sich rechne-risch Abschätzungen zum Sauerstoffeintrag bzw. Sauerstoffaustrag vornehmen lassen sowie die Überprüfung der Modelle durch Messungen, Aussagen zur Wirtschaft-lichkeit und zum Betrieb sowie Empfehlungen für die Praxis.

Zur Berechnung des Stoffübergangs im Saugrohr bei Turbinenbelüftung werden zwei verschiedene Ansätze untersucht:

a) Die Kombination eines vom Autor angepassten eindimensionalen Strömungsmo-dells für drallbehaftete Saugrohrströmungen mit Stoffübergangstheorien für turbulente Strömungen.
b) Black-Box-Ansatz über einen volumetrischem Stoffübergangskoeffizienten.

Variante a) liefert die besten Ergebnisse auf Kosten eines höheren Berechnungsauf-wandes. Aber auch Methode b) kann die Messergebnisse sehr genau wiedergeben. Zudem scheint der volumetrische Stoffübergangskoeffizient eine charakteristische Kenngröße darzustellen, die auf andere Turbinen übertragbar ist.

Die Untersuchungen zur Wirtschaftlichkeit und die Auswertung von Betriebserfahrun-gen ergaben, dass die Turbinenbelüftung in weiten Bereichen wirtschaftlicher als alternativen Verfahren ist, zusätzlich verbessert die Belüftung die Laufeigenschaften der Turbinen. Abschließend setzt sich die Arbeit mit der Steigerung des Stoffüber-ganges und der Nachrüstbarkeit von Belüftungseinrichtungen auseinander.

Die Publikation ist in folgenden Formen erhältlich: