Forschungseinheit B: Experimentelle Strömungsforschung

Ziel der Forschungen ist a) die Verbesserung von Strömungs- und Abflussmessungen mittels ADCP-Systemen in offenen natürlichen Gerinnen (Flüssen) bei gleichzeitiger Sedimentfracht und b) die optimierte Messung von Sedimentfrachten in offenen natürlichen Gerinnen mittels ADCP-Systeme.

Sedimentations- und Erosionsprozesse gehören in Gewässersysteme zu den elementaren morphologischen Prozessen und dienen der Erhaltung des Lebensraums Gewässer. Der Sedimenttransport ist insbesondere bei Hochwasserereignissen ein wichtiger Prozess, der das Flussbett und die Uferbereiche beeinflusst. Während eines Hochwasserereignisses erhöht sich die Wassermenge und die Strömungsgeschwindigkeit, was dazu führt, dass größere Mengen an Sediment transportiert werden. Hochwasser trägt sowohl größere Sedimente, wie Kies und Felsen, als auch feinere Partikel wie Schlamm und Sand. Der Sedimenttransport bei Hochwasser hat sowohl positive als auch negative Auswirkungen. Auf der positiven Seite kann es dazu beitragen, dass das Flussbett eine gleichmäßigere Form beibehält und Kolmationseffekte rückgängig gemacht werden. Auf der negativen Seite kann es jedoch zu erhöhter Erosion und Überschwemmungen führen, was wiederum negative Auswirkungen auf die Umgebung und die Menschen haben kann. 

Somit ist es nicht das Ziel wasserbaulichen und wasserwirtschaftlicher Maßnahmen Erosions- und Sedimentationsprozesse zu unterbinden, sondern diese umfassend monitoren zu können. Dazu gehört a) eine zuverlässige Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeiten und Abflussmengen trotz dieser Prozesse und b) eine zuverlässige Erfassung der morphologischen Prozesse selbst.
Hierzu sollen in dem Forschungsvorhaben neue Maßstäbe gesetzt werden, um die genannten Ziele mit optimierten Auswerteroutinen von ADCP-Messungen zu erreichen. Im Zentrum der Forschung steht damit nicht die Optimierung der Messtechnik (Sensorik) selbst, sondern die Optimierung der Messdurchführung und das Daten-Postprocessing. Um diese Ziele zu erreichen werden zunächst kontrollierte Experimente im Wasserbaulabor in der großen Strömungsrinne durchgeführt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden später in Feldversuchen bei diversen Messkampagnen in mittleren und großen Gewässern angewendet und mit bisherigen Auswerteroutinen verglichen. Für die Feldmessungen wird das von der DFG finanzierte ADCP-Messsystem HYCAT Pro genutzt.

• Laufzeit: 01.04.2024 – 31.03.2029
• Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• Kooperation: Prof. Saenger, Prof. Gurris, Prof. Lindken