Hydraulische Untersuchung der Wehranlage KW Gössendorf

Abstract

Die vorliegende Diplomarbeit hatte die Optimierung der Wehranlage des Niederdruckkraftwerkes "Gössendorf" an der Mur zum Ziel. Die Untersuchungen wurden anhand von hydraulischen Modellversuchen in der Zeit von September 2007 bis Dezember 2007 im Labor des Institutes für Wasserbau und Ingenieurhydrologie der TU Wien durchgeführt. Im Zuge der Arbeit wurden zuerst die hydraulischen Grundlagen behandelt, wie Überfall über ein rundkroniges Wehr, Ausfluss unter einem Schutz, Wehrgeometrie und Energieumwandlung im Tosbecken. Auf Grundlage dieser Überlegungen und der Projektsdaten ist eine hydraulische Vorbemessung von Wehr und Tosbecken durchgeführt worden. Mit dem Verfahren von KNAPP wurden die Oberwasserenergiehöhen und die entsprechenden Oberwassertiefen aus den Vorgabewerten für verschiedene Abflusssituationen bei einer reduzierten (minimalen) Wehrfeldbreite berechnet. Die Hauptaufgabe der Arbeit bestand in die Optimierung der Wehrhöckergeometrie, der Tosbeckenform und der UW - Sohlsicherung in Bezug auf die hydraulische Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit. Nach einer Einführung in das verwendete Modellgesetz werden der Aufbau und die Durchführung von verschiedenen im Schnittmodell untersuchten Wehrvarianten beschrieben. Für eine bessere Übersichtlichkeit der Versuchsergebnisse werden diese in Form von Photos und Skizzen dokumentiert. Die Ergebnisse aller untersuchten 11 Varianten werden am Ende gegenübergestellt und diskutiert. Aufgrund dieser Erkenntnisse wird eine hydraulisch - wirtschaftlich optimierte Variante und im Hinblick auf eine einfache Herstellung und Wartung eher konventionelle Variante zur Ausführung vorgeschlagen.<br />

The goal of the presented Master's Thesis was the optimization of the weir structure of the low-head hydropower plant "Gössendorf" at the Mur River. The investigation was carried out on the basis of a hydraulic model in the time of September 2007 until December 2007 in the Laboratory of the Institute of Hydraulic Engineering and Water ressources at the Technical University Vienna. First stage of the process was the treatment of the hydraulic bases, such as overflow over an ogee weir, outflow under a thin plate weir, weir geometry and energy dissipation in the stilling basin. According to these considerations and the project data, a preliminary hydraulic calculation of the weir and the stilling basin was carried out. The energy head and the corresponding water depths in the upper stream were calculated for different flow situations and a reduced (minimal) weir width by the calculation procedure of KNAPP. The main task of the work consists in the optimization of the weir geometry, the stilling basin form and the stabilization of the downstream with regard to sufficient hydraulic efficiency and cost effectiveness. Upon addition to the applied hydraulic law of similitude, the construction and implementation of different weirform variants examined in the model are described. For a better overview of the results, they are documented in the form of photos and sketches. The results of all 11 examined variants are compared and discussed. Based on these conclusions, a hydraulically and economically optimized conventional variant with regard to a simple manufacturing and maintenance is projected for execution.