Vergleichende Untersuchungen an Steinrampen

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Untersuchungen an Rampen in aufgelöster Bauweise. Basierend auf den örtlichen Gegebenheiten des Flusses Saalach wurden hydraulische Modellversuche an drei Vollmodellen und zwei Schnittmodellen mit unterschiedlichen Parametern durchgeführt.<br />Ziel der Versuche war es herauszufinden, ob die modulartigen Bauwerke den relativ hohen spezifischen Abfluss von 19,2 m³/(sm) in der Natur bei einem Bemessungsabfluss von HQ100 = 1000 m³/s schadlos abführen können.<br />Des Weiteren sollten durch Kolkversuche auch Aussagen über die Energieumwandlung absolut und im Vergleich mit den anderen Rampenmodellen getroffen werden.<br />Der Einbau der Modelle erfolgte im Wasserbaulabor der TU Wien in einem mit Ziegelwänden begrenzten Gerinne im Maßstab 1:30. Die Geometrie des ersten Rampenmodells mit Querriegeln und dazwischen liegenden Becken wurde an die hydraulisch günstigen Schauberger-Rampen angelehnt. Beim zweiten Vollmodell wurde von der strengen Symmetrie der Becken und Riegel abgewichen, um dadurch ein naturnahes Erscheinungsbild zu erhalten. Zur Ermittlung der erforderlichen Steingewichte von Riegel- und Beckensteine im Modell waren zunächst Schnittversuche in der hydraulischen Rinne des Wasserbaulabors durchgeführt worden. Für das dritte Vollmodell wurden die Riegelsteine im Randbereich nur mehr einlagig geschlichtet und die Gestaltung der Böschung und der Riegel flexibler gestaltet, wobei die Stabilitätsgrenzen dieser Schlichtungsart im Randbereich in einem weiteren Schnittmodell zuvor untersucht wurden.<br />Durch die gewählte Messmethodik und Genauigkeit war es möglich, die untersuchten Modelle hinsichtlich der Kolkbildung, Rauheit, Energieumwandlung und des hydraulischen Wirkungsgrades detailliert miteinander zu vergleichen. Die Versuche zeigten, dass alle untersuchten Rampenmodelle den definierten Anforderungen entsprachen und daher für einen Einsatz in der Natur unter ähnlichen Randbedingungen geeignet sind.<br />

The paper treats the analysis on overflow rock fill dams. Based on local conditions at the river Saalach, hydraulic modelling experiments at three complete models as well as two section models were performed with variable parameters. The studies on the section models were necessary to define stable parameters for overflow dams. A special challenge was the calculated river flow of a hundred year flood, which corresponds to a specific discharge of 19,2 m³/sm. Additionally, we aimed to gather evidence about the absolute energy conversion as well as in relation to differing models through scour experiments.<br />The examined models provided us with information regarding scour, roughness, energy conversion and the efficiency of the hydraulic system due to the selected measuring method and implemented precision. On this basis a detailed comparison could be compiled.<br />In summation it was established that all examined models satisfied the defined requirements and therefore are suitable for usage in nature within similar constraints. The particular model for a specific location should be selected on the basis of on-site conditions and specific requirements.<br />