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Sauerstoffanreicherung in Wasserkraftanlagen


Project Details
Project duration: 01/199512/1996


Abstract
Ein gewisser minimaler Sauerstoffgehalt eines Gewässers ist für die Selbstreinigungsfähigkeit von besonderer Bedeutung. Der im Wasser gelöste Sauerstoff wird durch die Atmosphäre eingetragen oder stammt aus den Stoffwechselvorgängen der Wasserpflanzen. Solange der Sauerstoffgehalt ausreicht, den für die biochemischen Abbauprozesse benötigten Sauerstoffbedarf zu decken, ist die biologische Selbstreinigung des Gewässers möglich. Fällt der Sauerstoffgehalt unter den Grenzwert von 6 mg/l, ist mit einer Schädigung der Fließwasserbiozönose zu rechnen. Sinkt der Sauerstoffgehalt in Extremsituationen unter 3 mg/l, sterben z.B. Salmoniden innerhalb kürzester Zeit.
Tal- und Flußsperren verändern die gesamten ökologischen Bedingungen eines Gewässerabschnitts. Durch die erhöhte Wassertiefe und die nahezu stehende Strömung im Stauraum verringert sich der Sauerstoffeintrag vor allem in tiefere Schichten. Die damit verbundene Änderung der Wassereigenschaften wirkt sich nicht nur auf den Stauraum selbst, sondern auch auf das Unterwasser und die dortige Biozönose aus.
Gegenstand des Forschungsvorhabens ist es daher, die Minimierung des Eingriffs durch eine Stauanlage mit Hilfe der Turbinenbelüftung als technische Umweltschutzmaßnahme an vorhandenen und geplanten Staus zu untersuchen. Als Objekte für die Untersuchungen dienen der Fuldastau bei Wahnhausen, das Kraftwerk Hemfurth an der Edertalsperre und die Wasserkraftanlage am Twistesee. In die Untersuchungen soll der Wehrüberfall, als alternative Belüftungsmöglichkeit an Flußsperren, mit einbezogen werden.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es eine verläßliche Abschätzung des Sauerstoffeintragsvermögens beider Verfahren in Abhängigkeit von hydraulischen, bautechnischen und maschinentechnischen Parametern und die Verbesserung der biologischen Wirksamkeit für das Gewässer zu ermöglichen und dabei wirtschaftliche Aspekte ebenfalls zu integrieren. Weiterhin beabsichtigt das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft, mit den Ergebnissen eigener Untersuchungen, in Verbindung mit den bisherigen Erfahrungen aus der Literatur, Hilfswerte und Kennzahlen bzw. Berechnungsverfahren zu entwickeln und die bisherigen Berechnungsgrundlagen weiter auszubauen. Damit wird es unter anderem möglich werden, den Betreibern von Wasserkraftanlagen Hilfen für die Vorbemessung ihrer Belüftungsanlagen an die Hand zu geben, bzw. für bestehende Anlagen den optimierten Betrieb im Hinblick auf Stromproduktion und Sauerstoffanreicherung auf ein solide Grundlage zu stellen.

Last updated on 2017-11-07 at 15:03