Entwicklung eines autonomen Trackingsystems zur Strömungsanalyse und zum Sediment-transport in natürlichen Fließgewässern
Laufzeit: 01.01.2014 - 31.12.2016
Förderung durch: Stiftung Rheinland-Pfalz für Innovation
Kurzfassung
Die naturnahe Umgestaltung begradigter und in ihrer ökologischen Wertigkeit stark beeinträchtigter
Fließgewässer stellt eine große Herausforderung dar, sowohl im Hinblick auf die
hiermit verbundenen Investitionen als auch an das ingenieurtechnische und naturwissenschaftliche
Know-how. Häufig konzentrieren sich aufgrund des größeren Gestaltungsspielraumes
und der hohen Kostenwirksamkeit solche Gewässersanierungsmaßnahmen auf kleinere
Flüsse und Bäche. Eine Beurteilung der Strömung und deren...Die naturnahe Umgestaltung begradigter und in ihrer ökologischen Wertigkeit stark beeinträchtigter
Fließgewässer stellt eine große Herausforderung dar, sowohl im Hinblick auf die
hiermit verbundenen Investitionen als auch an das ingenieurtechnische und naturwissenschaftliche
Know-how. Häufig konzentrieren sich aufgrund des größeren Gestaltungsspielraumes
und der hohen Kostenwirksamkeit solche Gewässersanierungsmaßnahmen auf kleinere
Flüsse und Bäche. Eine Beurteilung der Strömung und deren Veränderung durch Umgestaltung
dieser kleineren Fließgewässer sind aus hydraulischer Sicht momentan leider nur
begrenzt möglich. Der aktuelle Kenntnisstand über die Strömungsstrukturen und auch der
damit verbundene Sedimenttransport in solch kleinen natürlichen Fließgewässern ist im Vergleich
zu dem Kenntnisstand der Prozesse in großen und nach rein technischen Gesichtspunkten
hergestellten Gerinnen sehr gering. Dieses liegt nicht zuletzt an der fehlenden technischen
Möglichkeit, komplizierte und vor allem räumlich sehr heterogene Strömungsverhältnisse
in natürlichen Gewässern zu erfassen. Aktuell angewendete akustische und optische
Verfahren sind aufgrund ihrer Messprinzipien auf Punkt- und kleinere Transektmessungen,
wie z.B. die Aufnahme eine Querprofils, beschränkt.
Das Ziel dieses Projektes ist es, diesem Missstand durch die Entwicklung einer innovativen
Messmethode mithilfe eines neuartigen autonomen Trackingsystems zu begegnen. Die rasante
Entwicklung in der Sensortechnik ermöglichte in den letzten Jahren die Entwicklung
kleinster Systeme, welche Beschleunigungs- und Lageinformationen z.B. in Smartphones
und Digitalkameras liefern. Unser Anliegen ist es, diese Technik zur Lösung strömungsmechanischer
Fragestellungen in komplizierten Systemen, wie natürliche Flüsse und Bäche,
anzuwenden. Hierzu werden sogenannte Driftkörper entwickelt, welche autonom die Beschleunigungen
entlang von Bahnlinien vergleichbar derer von Fluidteilchen und in einer
zweiten Anwendung den Bewegungsbeginn und Transport von Kies auf der Sohle aufzeichnen.
Neben der technischen Herausforderung gilt es die Gebrauchstauglichkeit der Drifter für
die Beantwortung wissenschaftlicher und praktischer Fragen der Hydromechanik in Fließgewässern
durch Labor- und Feldmessungen zu testen.» weiterlesen» einklappen