Ethohydraulische und hydronumerische Untersuchungen an Rechen und Kaplanturbinen als Beitrag zur Reduktion der Aalschädigung an Laufwasserkraftanlagen
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2018
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| Ausgabe: | [1. Auflage] |
| Schriftenreihe: | Mitteilungen d. Lehrstuhls u. Instituts f. Wasserbau u. Wasserwirtschaft, RWTH Aachen University
173 |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS IX
TABELLENVERZEICHNIS XIX
ABKUERZUNGS- UND FORMELVERZEICHNIS XXIII
1 EINLEITUNG 1
1.1
VERANLASSUNG............................................................................................................................
1
1.2
ZIELSETZUNG...............................................................................................................................
2
1.3
VORGEHENSWEISE......................................................................................................................
2
2 STAND DES WISSENS 5
2.1 DER EUROPAEISCHE A A
L...............................................................................................................5
2.1.1
ALLGEMEIN............................................................................................................................5
2.1.2 BIOLOGISCHE GRUNDLAGEN UND ENTWICKLUNGSZYKLUS
.......................................................
5
2.1.3
SCHWIMMVERHALTEN............................................................................................................8
2.1.4
BESTANDSENTWICKLUNG.....................................................................................................
10
2.1.5
MORTALITAETSFAKTOREN..........................................................................................................12
2.2 STAUSTUFEN ALS GEFAEHRDUNG FUER
BLANKAALE...........................................................................13
2.2.1
ALLGEMEIN..........................................................................................................................13
2.2.2
OBERWASSER.....................................................................................................................
16
2.2.3
RECHEN.............................................................................................................................
17
2.2.4 KRAFTHAUS UND
TURBINENPASSAGE...................................................................................24
2.2.5
WEHR..................................................................................................................................27
2.2.6
SCHIFFSSCHLEUSE...............................................................................................................
29
2.2.7 FAA UND SONSTIGE ALTERNATIVE WANDERWEGE
................................................................
30
2.2.8
UNTERWASSER....................................................................................................................32
2.2.9 FORSCHUNGSSCHWERPUNKT ZU FISCHSCHAEDIGUNG AN EINER STAUSTUFE
............................
34
2.3 FISCHANGEPASSTE
BETRIEBSWEISE.........................................................................................
36
2.3.1
ALLGEMEIN.........................................................................................................................
36
2.3.2 SCHAEDIGUNGSMECHANISMEN IN DER
TURBINE...................................................................36
2.3.3 MOEGLICHE
VARIANTEN.........................................................................................................
36
2.3.4 PRAXISBEISPIEL
MOSEL.......................................................................................................
40
2.3.5
FORSCHUNGSBEDARF...........................................................................................................42
2.4
PROGNOSEMODELLE...................................................................................................................42
2.4.1
ALLGEMEIN..........................................................................................................................42
2.4.2
PRAXISBEISPIEL...................................................................................................................44
2.4.3 FORSCHUNGSBEDARF HINSICHTLICH
PROGNOSEMODELLEN.....................................................47
2.5 FORSCHUNGSBEDARF / FORSCHUNGSSCHWERPUNKT DIESER
ARBEIT............................................47
3 WIRKUNG VON RECHEN 49
3.1 BEMESSUNGSANSAETZE EINES FEIN- ODER
LEITRECHENS...........................................................
49
3.2 FORSCHUNGSFRAGE UND
ZIELSETZUNG........................................................................................50
3.3 ERGEBNISSE VORLIEGENDER UNTERSUCHUNGEN ZUR FILTERWIRKUNG
............................................
51
3.3.1 M
ETHODIK..........................................................................................................................51
3.3.2
ERGEBNISSE........................................................................................................................54
3.4
FORSCHUNGSBEDARF..................................................................................................................
59
3.5 UMSETZUNG ETHOHYDRAULISCHER
VERSUCHE............................................................................
60
3.5.1
ALLGEMEIN..........................................................................................................................
60
3.5.2
RANDBEDINGUNGEN...........................................................................................................
60
3.6 VORSTELLUNG DES
VERSUCHSAUFBAUS........................................................................................62
3.6.1
ALLGEMEINES.....................................................................................................................
62
3.6.2 PHYSIKALISCHER
VERSUCHSSTAND........................................................................................63
3.6.3 HYDRONUMERISCHES M
ODELL..............................................................................................73
3.7 AUSWERTUNG UND INTERPRETATION DER
ERGEBNISSE.................................................................76
3.7.1 STROEMUNGSPHYSIKALISCHE
MESSUNGEN...........................................................................
76
3.7.2 HYDRONUMERISCHE UNTERSUCHUNGEN
..............................................................................
85
3.7.3
VERHALTENSBEOBACHTUNGEN.............................................................................................
69
3.7.4 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK................................................................................108
3.6 DISKUSSION DER ZU ERWARTENDEN
MODELLEFFEKTE.................................................................109
3.8.1
MODELLEFFEKTE................................................................................................................
109
3.6.2 STICHPROBENGROESSE
...................................
111
3.9 INTEGRATION DER ERGEBNISSE IN EIN MODELL FUER DIE M
OSEL...................................................112
4 PROZESSE INNERHALB EINER TURBINE 115
4.1
EINLEITUNG...............................................................................................................................115
4.2 FORSCHUNGSFRAGE, ZIELSETZUNG UND
VORGEHENSWEISE.......................................................115
4.3 KRAFTWERKSBETRIEB UND
TURBINEN........................................................................................116
4.3.1
BETRIEBSZUSTAENDE..........................................................................................................
116
4.3.2
BETRIEBSWEISEN...............................................................................................................117
4.3.3
UNTERSUCHUNGSSZENARIEN..............................................................................................119
4.3.4 TURBINENGEOMETRIE UND SCHAUFELSTELLUNG
...................................................................
120
4.4 HYDRONUMERISCHES
MODELL..................................................................................................
121
4.4.1
SOFTWAREAUSWAHL...........................................................................................................
121
4.4.2
MODELLBESTANDTEILE........................................................................................................
122
4.4.3
UNTERSUCHUNGSUMFANG.................................................................................................
130
4.5
AUSWERTUNGSMETHODIK........................................................................................................130
4.5.1
BELASTUNG......................................................................................................................
130
4.5.2
VULNERABILITAET..................................................................................................................132
4.5.3
MORTALITAETSRISIKO.............................................................................................................
134
4.6 ERGEBNISSE UND
AUSWERTUNG.............................................................................................
136
4.6.1 SZENARIO 0 UND 1
..........................................................................................................136
4.6.2 SZENARIO 2
.....................................................................................................................
157
4.6.3 SZENARIO 3 - OPTIMIERUNG FISCHANGEPASSTER
BETRIEB.................................................162
4.6.4 SZENARIO 4 - KOMBINATION BREMSEN UND OPTIMIERTER FISCHANGEPASSTER
BETRIEB.... 164
4.6.5 ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT SZENARIENVERGLEICH
.....................................................
164
4.7
VALIDIERUNG............................................................................................................................
169
4.7.1
PRINZIP............................................................................................................................
169
4.7.2 HYDRONUMERISCHES M
ODELL...........................................................................................
169
4.7.3 BERECHNUNGSSCHEMA FUER
MORTALITAETSRISIKO..................................................................171
4.8 FAZIT UND
AUSBLICK................................................................................................................173
5 UEBERTRAGUNG AUF DIE STAUHALTUNGSKETTE DER MOSEL 175
5.1 DIE STAUHALTUNGSKETTE DER MOSEL
......................................................................................
175
5.2 SYNTHESE DER ERGEBNISSE AUS DEN SCHWERPUNKTEN 1 UND 2
............................................176
5.3 GEEIGNETE OPTIONEN ZUR REDUKTION DER
AALSCHAEDIGUNG..................................................183
5.3.1
RECHEN-BYPASS-SYSTEM..............................................................................................
163
5.3.2 FISCHANGEPASSTE
BETRIEBSWEISE..................................................................................164
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 185
6.1
ZUSAMMENFASSUNG............................................................................................................
165
6.2 BEWERTUNG IM
FORSCHUNGSKONTEXT....................................................................................
166
6.3
WEITERENTWICKLUNGSMOEGLICHKEITEN.....................................................................................
166
6.3.1 IN DIESER ARBEIT ENTWICKELTE
MODELLE...........................................................................186
6.3.2 WEITERGEHENDE
UNTERSUCHUNGEN.................................................................................167
LITERATURVERZEICHNIS 189
ANHANG A - AUSWIRKUNGEN VON RECHENPARAMETERN 205
ANHANG B - BERECHNUNG DER MORTALITAETSZIFFER UND DES WIRKUNGSGRADS 239
ANHANG
C
- HYDRONUMERISCHE GRUNDLAGEN 249
ANHANG
D
- ERGEBNISSE SZENARIO 2 DES HYDRONUMERISCHEN MODELLS 257
GLOSSAR 263
LEBENSLAUF 267
DANKSAGUNG 269
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