Rechenkraft@Wehr – Krafteinwirkung auf Schwemmholzrechen vor Wehranlagen von Laufkraftwerken

Résumé

Schwemmholzrechen sind eine der effizientesten Massnahmen um die Abflusskapazität sowie die Betriebssicherheit von gefährdeten Durchlässen zu gewährleisten. Das Zurückhalten des Schwemmhol-zes vor dem abflussbestimmenden Querschnitt (vollständiger Rechen), oder dessen Durchleiten als Alternative (aufgelöster Rechen), garantieren eine ungestörte Pegel-Abfluss-Beziehung. Beide Aspekte sind in der Literatur für Einläufe von Hochwasserentlastungsanlagen (HWE) bekannt. Bei Laufkraftwerken ist die Schwemmholzproblematik verstärkt, da das Holz der erhöhten Zuflussgeschwindigkeit dichter am Rechen liegt und diesen kompakter verlegt. Konsequenterweise wird der Rechen statisch auch stärker beansprucht. Die Rechenkraft unter einem extremen Schwemmholzanfall wird gegenwärtig für ein Reservoir-Szenario durch die Gesuchsteller im physikalischen Model untersucht, und wir möchte diese Versuche auf die Flusswehr-Konfiguration ausweiten.

Textes supplémentaires

Schlussbericht

Rechen stellen eine effiziente Massnahme zur Sicherstellung der Abflusskapazität sowie der Betriebssicherheit von Hochwasserentlastungsanlagen bei ausgeprägtem Schwemmholzanfall dar. Vorgängige Forschungsprojekte haben sich mit Fragestellungen in diesem Zusammenhang befasst, insbesondere zum Überstau, diversen Massnahmen zu dessen Begrenzung und auch zu Rechenkräften. Bei Laufkraftwerken ist die Schwemmholzproblematik noch verstärkt, da das Holz aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit dichter am Rechen liegt und diesen kompakter verlegt. Die Kraft auf einen Rechenstab vor einer Wehranlage im Fliessgewässer für einen «extremen» Schwemmholzanfall wurde in Rahmen dieses Projekts im physikalischen Model untersucht. Die Randbedingungen wurden systematisch variiert, namentlich der Abfluss, die Strömungsgeschwindigkeit und der lichte Stababstand. Es wurde ein «extremer» Schwemmholzanfall angenommen, sowie ein aufgelöster und ein vollständiger Rechen. Die Rechenkraft konnte erneut mit dem Strömungswiderstandskoeffizienten ausgedrückt werden. Die Schattenfläche war anzupassen, da das Holz bei grösseren Strömungsgeschwindigkeiten mehrlagig an den Rechen gedrückt wurde. Zudem war der Strömungswiderstandskoeffizient auf 27 zu erhöhen, im Gegensatz zu 20 für die Versuche auf Hochwasserentlastungsanlagen in Stauhaltungen. Der Überstau an der verklausten Wehranlage war erwartungsgemäss abhängig vom Rechen und von der Geschwindigkeitshöhe der Anströmung, welche im Fliessgewässer grösser ist. Beide Effekte konnten quantifiziert werden. Es zeigte sich erneut der positive Effekt des Rechens auf die Abflusskapazität. Bei der Kombination von verlegtem Rechen und der kleinsten Wehrhöhen übernahm die Verklausung die Kontrolle über die Pegel-Abfluss-Beziehung. Das Wehr war nicht mehr massgebend.

Détails du projet

Office de recherche
BFE
Statut du projet
Abgeschlossen
Type de projet
Forschungsprojekt
Date de début
2022-02-28
Date de fin
2024-02-27
Coûts totaux approuvés
CHF 39000.00
Section
Wasserkraft
Domaine politique NABS
Erzeugung, Verteilung und rationelle Nutzung der Energie

Catégories

Unallocated hydroelectricity Wasserkraft

Labels

F+E Wasserkraft