Wasser­bauwerke

Schiffsschleusen, Wehranlagen, Pumpwerke und weitere Wasserbauwerke der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) haben hydraulische Funktionen, die für den Betrieb der Wasserstraßen unerlässlich sind. Um die funktionellen Anforderungen erfüllen zu können, die Kosten für Bau und Unterhaltung der Wasserbauwerke zu minimieren und um die erforderliche Sicherheit des Schiffsverkehrs und der Anlieger zu gewährleisten, sind diese Anlagen nach hydraulischen Gesichtspunkten zu gestalten und weitgehend zu optimieren.

Dies trifft auch auf Anlagen an Bundeswasserstraßen zu, die die ökologische Durchgängigkeit gewährleisten (z.B. Fischaufstiegsanlagen). Die Berücksichtigung der hierbei maßgebenden biologischen Kriterien wird durch eigene Arbeiten an den hydraulischen Fragen und Kooperationen mit Experten auf dem Gebiet der Biologie sichergestellt.

Ein weiterer wesentlicher Punkt ist die Steuerung der Anlagen, so dass die gewünschten Wasserstände in der Wasserstraße gehalten werden können und zudem der Hochwasserschutz nicht beeinträchtigt wird. Die daraus resultierenden, komplexen regelungstechnischen Fragen werden im Bereich der Abfluss- und Stauzielregelung bearbeitet.

Zur Untersuchung und Begutachtung der Wasserbauwerke werden in Abhängigkeit der Fragestellung gegenständliche Modelle und numerische Simulationsverfahren eingesetzt. In vielen Fällen ist eine Kombination aus beidem ("hybride Modellierung") der beste Weg, da hierbei die Stärken der Methoden vereinigt werden können.

Die Methoden werden dabei ständig weiterentwickelt: So wird derzeit versucht, im gegenständlichen Modell Methoden des "Rapid Prototyping" zur Erhöhung der Effizienz einzusetzen. Bei den numerischen Modellen wird die dreidimensionale Strömungssimulations-Software "OpenFOAM" eingesetzt und speziell für die Simulation der Strömungen an Wasserbauwerken angepasst und weiterentwickelt.