Year: 2019
Type: article
Abstract: In diesem Beitrag werden aktuelle Entwicklungen im Modellversuchswesen zum Sedimenttransport anhand von drei konkreten Forschungsarbeiten vorgestellt. Neue messtechnische Entwicklungen im Bereich der berührungslosen laser-optischen Verfahren ermöglichen es, in einem Messvolumen räumlich und zeitlich hochaufgelöste 3D-Geschwindigkeiten zu messen (tomo-PTV = tomographic Particle Tracking Velocimetry). Der STB-Algorithmus (Shake the Box) ist eine Weiterentwicklung der PTV-Methode, der die Auswertezeiten stark verkürzt, was angesichts der großen Datenmengen bei hochaufgelösten Messungen von großem Wert ist. Eine im Beitrag präsentierte Forschungsarbeit untersucht mithilfe der tomo-PTV-Methode die Strömung rund um einen Einzelstein. Die bei Bewegungsbeginn vorhandenen und möglicherweise bewegungsauslösenden kohärenten Strukturen konnten gemessen und visualisiert werden. In einem weiteren Vorhaben wurde die Messung der Strömung mit der Messung von sich an der Sohle bewegenden Sedimentkörnern gekoppelt. Dadurch konnte ein Beitrag zu der immer noch offenen Forschungsfrage geliefert werden, ob Sedimenttransport den Sohlwiderstand erhöht oder verringert. Als dritte Forschungsarbeit werden Skalierungsversuche beschrieben, die das Ziel haben, Skalierungsfehler über Kiessohlen zu quantifizieren. Dazu wird eine Modellfamilie in drei Maßstaben untersucht. Für die 1:1-Versuche stand das neue BOKU-Freiluft-Forschungsgerinne zur Verfügung, das mit Donauwasser gespeist wird und im Endausbau Durchflüsse bis zu 10 m3/s ohne Pumpen erlaubt. Die neuen messtechnischen Entwicklungen haben in Kombination mit Versuchsanlagen im oder nahe dem Naturmaßstab das Potenzial, das physikalische Prozessverständnis zum Sedimenttransport substanziell voranzutreiben. Auf Basis dessen können effiziente Sedimentmanagement-Strategien für die wasserbauliche Praxis entwickelt werden.
Institution: BOKU University
Language: German
Subfield: Ecology
Field: Environmental Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: hybrid
Estimated APC paid: $2,760
Funder: Universität für Bodenkultur Wien
OpenAlex ID: W2913675663