V-A-W-Flow - Der Einfluss der Vegetationseigenschaften auf schießende Luft-Wasser-Strömungen

 

Beschreibung und Ziele

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Unter dem Einfluss des Klimawandels ist eine Zunahme der durch Hochwasser verursachten Schäden in Deutschland zu erwarten. Gemeinsam mit Retentionsflächen bilden Hochwasserschutzdeiche einen wichtigen Teil des technischen Hochwasserschutzes. Im Hochwasserfall kann die Überströmung der Deiche zu Schäden führen.

Naturbasierte Lösungen haben in den letzten Jahren als potenzielle Alternative oder Ergänzung zu harten technischen Infrastrukturen größere Bedeutung erlangt. In diesem Zusammenhang stellen begrünte Strukturen, wie z. B. begrünte (Überlauf-)Deiche, eine nachhaltige Lösung für den Hochwasserschutz dar, bei der die Vegetation ökologische Vorteile bietet.

Überlaufdeiche oder -kanäle haben eine geringere Scheitelhöhe als die übrige Deichlinie und werden genutzt, um im Hochwasserfall das Wasser in Retentionsflächen zu leiten und damit den Fluss zu entlasten und den Wasserstand des Flusses zu regulieren.

Die Überströmung von Deichen erfolgt als turbulente, überkritische Luft-Wasser-Strömung. Die Belüftung muss bei den Strömungsmessungen und der Bemessung berücksichtigt werden, da sie sich auf die hydraulischen Parameter auswirkt. Der Einfluss der Vegetation auf Strömungen mit Lufteinschlüssen und die Wechselwirkung zwischen Wasser, Luft und Vegetation ist jedoch noch nicht vollständig untersucht.

 

Ziel des Projektes ist es, die Strömungs- und Belüftungsvorgänge an begrünten Überlaufdeichen zu verstehen und die Energiedissipation und den Strömungswiderstand in Abhängigkeit von den Vegetationseigenschaften zu ermitteln. Dafür werden in der Versuchshalle des IWW Überlaufsimulationen mit variierenden Vegetationskonfigurationen in physikalischen Modellversuchen durchgeführt und die gewonnenen Daten analysiert, um einen Zusammenhang zwischen Vegetations- und Strömungsparametern herstellen zu können.

Förderung

Das Forschungsvorhaben wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unter der Projektnummer 471796635 gefördert.