Modellbasierte Untersuchung des Abflussgeschehens an der Twistetalsperre

In transparantem Grau auf weißem Hintergrund sind die Modellgrenzen bzw. festen Strukturen des Einlaufbereichs zu sehen. Im Innern stömt Wasser, welches koloriert ist von blau (niedrig) bis violett (hohe Geschwindigkeit). Ebenso werden Richtungsvektoren (Pfeile) der Wasserbewegung angezeigt. Wasser strömt aus zwei Öffnungen in der linken Bildhälfte und sammelt sich in einer Art Tunnel im Anschluss. — Einlaufbereich des Modellgebiets unter Beaufschlagung der beiden Betriebsauslässe

Kurzbeschreibung

Das Projekt zielt darauf ab, die hydraulische Leistungsfähigkeit der Twistetalsperre nach einem Wechsel der wasserseitigen Absperrorgane sicherzustellen und die Funktion des Tosbeckens hinsichtlich eines möglichen vollständigen Rückbaus der Strahlaufreißer zu bewerten. Dazu wurde ein dreidimensionales hydronumerisches (3D-HN) Modell in OpenFOAM® entwickelt.

Mithilfe dieses Modells wurden 3D-HN-Simulationen durchgeführt, um die hydraulische Situation für verschiedene Durchflüsse (Q1, Q2, Q3) zu untersuchen. Hierbei wurde die Hochwasserentlastungsanlage nicht beaufschlagt. Zusätzlich wurde der Ist-Zustand mit vorhandenen Strahlaufreißern simuliert, um die Auswirkungen eines späteren Rückbaus für einen spezifischen Durchfluss (BHQ) zu analysieren. Schließlich wurde das Modell für die vollständige Entfernung der Strahlaufreißer angepasst und eine weitere Berechnung durchgeführt, um das Tosbecken bei einem maßgeblichen BHQ zu bewerten.

Medien

Foto mit Blick aus dem Tunnel auf den Einlaufbereich des Modellgebiets mit Fallschacht (links) und den zwei Betriebsauslässen (rechts). Es sind ebenso Mensch zu sehen, welche ca. die Hälfte der Tunnelhöhe ausmachen. — Einlaufbereich des Stollens mit Fallschacht der Hochwasserentlastung und zwei Betreibsauslässen © IWD

Foto mit Blick aus der Tunnelpassage auf die Strahlaufreißer im Eingangsbereich des Tosbeckens. — Blick aus der Tunnelpassage auf die Strahlaufreißer im Tosbecken © IWD

Foto mit Blick auf das Tosbecken und den Unterwasserbereich von oben. In der unteren Bildhälfte sind die Strahlaufreißer und aus dem Wasser ragende Störkörper zu sehen, während in der oberen Bildhälfte das Tosbecken im bewachsenen Unterwasser (Trapezgerinne) endet. — Blick auf das Tosbecken und den Unterwasserbereich von oben © IWD

Zu sehen ist eine Abbildung, bei der Oberflächengeschwindigkeiten an drei Modellen unterschiedlicher Beaufschlagung dargestellt werden. — Oberflächengeschwindigkeiten bei Untersuchung der hydraulischen Leistungsfähigkeit © IWD

Zu sehen ist eine Abbildung, bei der Geschwindigkeitverteilungen von zwei Modellen in einem Längsschnitt dargestellt werden. Es geht um die unterschiede der Geschwindigkeitsverteilung im Tosbecken. — Geschwindigkeitsverteilung bei Untersuchung des Tosbeckens im Längsschnitt © IWD

Projektdaten

Kerninformation
Zeitraum	02/10/2023 – 31/10/2024
Art der Finanzierung	Auftragsforschung
Fördermittelgeber	Hessischer Wasserverband Diemel
TUD Forschungsprofillinien	Energie, Mobilität und Umwelt › Wasserforschung
Ziele für Nachhaltige Entwicklung (SDGs)	SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur SDG 13 – Klimaschutzmaßnahmen
Schlagwörter	Hochwassermanagement, 1D-/2D-/3D-Strömungssimulation, Hochwasserschutz, Optimierung von Hochwasserentlastungsanlagen, Modellierung von Oberflächenabflüssen