Abgeschlossene Forschungsprojekte

Auftraggeber: naturenergie hochrhein AG
Bearbeitungszeit: 2024
Bearbeiter:  M.Sc. Fabian Popp

Für die am Hochrhein oberstrom von Basel gelegenen Laufwasserkraftwerke Ryburg-Schwörstadt und Rheinfelden soll die verfügbare Fallhöhe durch Eintiefungen im Unterwasser der beiden Kraftwerke vergrößert und dadurch eine gesteigerte Stromerzeugung ermöglicht werden. Bereits in der Vergangenheit wurde vor diesem Hintergrund das energetische Potential verschiedener Eintiefungsszenarien im Rahmen von Vorstudien am Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kassel untersucht. Im Zuge des aktuellen Projekts werden für beide Kraftwerke abschließende Vorzugsvarianten für die Unterwassereintiefung erarbeitet und die resultierenden Strömungsverhältnisse im Detail analysiert. Die Simulationsergebnisse dienen dem Auftraggeber zudem als Grundlage für eine im Rahmen des Vorhabens durchzuführende Umweltverträglichkeitsprüfung. Für die hydraulische Analyse kommen 2D-HN-Modelle der Stauhaltungen Rheinfelden und Augst-Whylen sowie ein hochaufgelöstes 3D-HN-Modell des Kraftwerks Ryburg-Schwörstadt zum Einsatz. Mit den Modellen werden die Strömungsverhältnisse unterstrom der beiden Kraftwerke für eine Bandbreite an Abflussszenarien simuliert und hinsichtlich Fallhöhengewinn an den Kraftwerken sowie Änderungen der Strömungssituation im unmittelbaren Bereich sowie oberstrom der Eintiefungsmaßnahmen untersucht. 

Schlagworte: 2D-HN-Modellierung, 3D-HN-Modellierung, Wasserkraft

Auftraggeber: Mittelhessische Wasserbetriebe
Bearbeitungszeit: 2022 - 2023
Bearbeiter:  M.Sc. Martin Klein

Im Südwesten der mittelhessischen Stadt Gießen fließt der im Hintertaunus entspringende Kleebach durch den Stadtteil Allendorf an der Lahn, bevor er wenige Kilometer stromab in die Lahn mündet. In der Ortslage wird der Kleebach durch eine Straßenbrücke gequert, an der es zu fließquerschnittsverengenden Sedimentablagerungen kommt. Ziel des Projektes ist es, den Einfluss der Sedimentablagerungen auf die hydraulische Leistungsfähigkeit des Gewässers im Bereich des Brückenbauwerks zu ermitteln. Dafür wird sowohl der Istzustand als auch ein Zustand mit ausgeräumten Sedimenten mittels dreidimensionaler hydrodynamisch-numerischer (3D-HN-)Modelle simuliert. Zur Erhebung der Datengrundlagen wird im Rahmen dieses Projektes vom Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft die Sohlgeometrie mittels wird Tachymeter sowie Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) vermessen. Auf Basis der eigenen Vermessung sowie weiteren Daten werden 3D-HN-Modelle des Untersuchungsgebietes erstellt und hinsichtlich der hydraulischen Größen analysiert.

Schlagworte: 3D-HN-Modellierung, Hochwassersimulation

Auftraggeber: Uniper Kraftwerke GmbH
Bearbeitungszeit: 2022
Bearbeiter:  M.Sc. Tobias Vogtmann

Das Laufwasserkraftwerk Bertoldsheim liegt ca. 6,5 km unterstrom der Lech-Mündung an der Donau. Um das wirtschaftliche Potential der Anlage zu erhöhen, soll das aktuelle Stauziel in einem definierten Abflussbereich um 20 cm angehoben werden. Durch dieses Vorhaben ist eine Beeinträchtigung der Stromerzeugung am ca. 1,5 km oberstrom der Lech-Mündung gelegenen Kraftwerk Feldheim zu erwarten. Im Rahmen des Projektes werden die Einstauverluste auf Basis eines eindimensionalen hydrodynamisch-numerischen (1D-HN-)Verfahrens durch eine instationäre Simulation der Jahre 2012 bis 2021 unter Berücksichtigung der geänderten Fallhöhen ermittelt.

Schlagworte: 1D-HN-Modellierung, Wasserkraft

Auftraggeber: Rheinkraftwerk Säckingen AG
Bearbeitungszeit: 2021
Bearbeiter: M.Sc. Fabian Popp

Im Rahmen eines vorangegangenen Projekts wurden am Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft die Freiborde an den Uferdämmen der Stauhaltung Säckingen am Hochrhein zwischen Rhein-km 122,1 und Rhein-km 129,4 für verschiedene Hochwasserabflüsse untersucht. Neben dem Betrieb der Wehranlage mit einer Öffnung aller Wehrfelder ist für die Ermittlung der Freiborde auch der n-1-Fall, also der Betrieb der Wehranlage mit einem geschlossenen Wehrfeld, relevant. Für den n-1-Fall liegen am Rheinkraftwerk Säckingen aufgrund einer über die letzten Jahrzehnte durch Anlandungsprozesse veränderten Sohlgeometrie keine gesicherten Informationen hinsichtlich des maßgebenden Oberwasserstands an der Stauanlage im Hochwasserfall vor. Im Rahmen des Projekts untersucht das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft im Auftrag der Rheinkraftwerk Säckingen AG die Strömungssituation an der Wehranlage und die hieraus resultierende Hochwassersituation in der Stauhaltung für den n-1-Fall mit der aktuellen Sohlgeometrie. Die Untersuchungen basieren auf einem dreidimensionalen hydrodynamisch-numerischen (3D-HN-) Modell der Stauanlage und zweidimensionalen hydrodynamisch-numerischen (2D-HN-) Modellen der angrenzenden Stauhaltungen.

Schlagworte: 3D-HN-Modellierung, 2D-HN-Modellierung, Bauwerkshydraulik, Hochwassersimulation

Auftraggeber: Amt der Oö. Landesregierung
Bearbeitungszeit: 2019 - 2021
Bearbeiter:  M.Sc. Tobias Vogtmann, M.Sc. Sarah Dickel

Im Rahmen des Projekts findet eine Untersuchung des Wellenablaufs an Ischl und Traun zwischen Hallstätter See, Wolfgangsee und Traunsee statt. Mittels hydrodynamisch-numerischer Verfahren soll durch Simulation von Hochwasserereignissen die Abflussdynamik in Hinblick auf Wellenlaufzeit und Retentionseffekte abgebildet werden. In Kombination mit Vorhersagedaten ist zudem eine Entscheidungsunter-stützung für die Betriebsweise im Hochwasserfall möglich.

Schlagworte:1D-HN-Modellierung, Hochwassersimulation, Wellenablauf

Auftraggeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderkennzeichen: 02WM1533E
Bearbeitungszeit: 2020 - 2022
Bearbeiter: M.Sc. Martin Klein, M.Sc. Sarah Dickel

Die SALAM 2 Projektinitiative - Grenzüberschreitende IWRM-Strategien zur Lösung des Wasserdefizitproblems im Nahen Osten - hat das Ziel, grenzüberschreitende, integrale Wassertransferstrategien zur Lösung des Wasserdefizits im Nahen Osten zu entwickeln, unter Berücksichtigung der Anpassung an den Klimawandel, der Rehabilitierung von Ökosystemen und der Sicherung der politischen Stabilität durch die Vermeidung von Wasserkrisen.
Ziel des Teilvorhabens 5 des Fachgebietes Wasserbau und Wasserwirtschaft ist die Weiterentwicklung, der Transfer und die Etablierung von innovativen Methoden, Planungsinstrumenten und Lösungen für die Steuerung und Wasserverteilung im Einzugsgebiet des See Genezareth und des unteren Jordans.
Aufgrund der zum Teil hohen Geländegefälle bei den vorhandenen bzw. möglicherweise geplanten Pipelines wird das Thema Wasserkraft entsprechend mitberücksichtigt, um die zusätzlich benötigte Energie zum Betrieb der Meerwasserentsalzungsanlagen zu verringern. Es wird ein Tool entwickelt, mit dem die Echtzeitsteuerung der Anlagen simuliert und das als DSS eingesetzt werden kann. Es bietet die Möglichkeit, optimierte Abgabestrategien im Bereich der Kurzzeitsteuerung zu bestimmen und dabei eine große Anzahl eingehender Parameter zu berücksichtigen. Die Forschungsarbeit leistet einen Beitrag zur großskaligen, mehrkriteriellen Optimierung von Speichern und zugehörigem Wasserverteilungssystem.

Schlagworte: Wasserverteilungssysteme, großskalige und mehrkriterielle Steuerung und Optimierung

Auftraggeber: Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU)
Bearbeitungszeit: 2016 - 2021
Bearbeiter: M. Sc. Sarah Dickel, M. Sc. Tobias Vogtmann

Der Inn ist wie viele andere deutsche Flüsse staugeregelt und zu einer Staustufenkette ausgebaut. Ein wichtiger Bestandteil der Aufgaben eines Staustufenbetreibers ist demnach auch der sichere Betrieb der Stauanlagen und die Steuerung der Kontrollorgane wie Kraftwerke und Wehre. Ziel ist es, die Betriebsweise jeder einzelnen Staustufe innerhalb der Kette derartig zu koordinieren, dass den teilweise konträren Nutzungsanforderungen entsprochen werden kann. Insbesondere nach Extremereignissen ist dabei von Interesse, inwieweit die jeweilige Betriebsweise den Abfluss an der betreffenden Staustufe dämpft oder sogar verstärkt. Die Untersuchungen für den Istzustand des Inns zielen darauf ab, ob es durch modifizierte Wehrbetriebsordnungen Potentiale gibt, den Hochwasserabfluss des Inns zu verringern. Grundlage der Untersuchungen bildet ein eindimensionales hydrodynamisch-numerisches Modell (1D-HN-Modell) der gesamten Gewässerstrecke von 211 km Länge mit insgesamt 15 Staustufen. Dieses ist mit Modulen zur Ansteuerung der Kontrollbauwerke und der Bewirtschaftung von Staustufenketten gekoppelt, so dass die Wechselwirkungen zwischen den Zu- und Abflüssen an den Staustufen und den Wasserständen im Stauraum berechnet sowie die Betriebsvorgaben an den Staustufen hinsichtlich ihrer Wirkung auf Wasserstand und Abfluss überprüft werden können.

Schlagworte: Hochwasserschutz, Staustufensteuerung

Auftraggeber: Fischerzunft Lohr e.V.
Bearbeitungszeit: 2019 - 2020
Bearbeiter: M.Sc. Fabian Popp

Bei Fluss-km 200,79 wird der Main durch die Staustufe Steinbach aufgestaut. Die Staustufe besteht aus einer Wehranlage mit drei Wehrfeldern, einem Krafthaus mit zwei Turbinen und einer Schleusenanlage mit angrenzender Fischtreppe. Im Rahmen des Projekts untersucht das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft die Strömungssituation im unterstrom gelegenen Nahbereich der Stauanlage für verschiedene Betriebszustände. Die Untersuchungen umfassen stationäre Simulationen des Normalbetriebs der Anlage sowie instationäre Simulationen im Falle eines Turbinenschnellschlusses mit anschließender Abflussumlagerung auf die Wehranlage. Die Untersuchungen basieren auf einem zweidimensionalen hydrodynamisch-numerischen (2D-HN-)Modell der Stauhaltung.

Schlagworte: 2D-HN-Modellierung, Turbinenschnellschluss

Auftraggeber: Rheinkraftwerk Säckingen AG
Bearbeitungszeit: 2019 - 2020
Bearbeiter: M.Sc. Fabian Popp

Die Rheinkraftwerk Säckingen AG betreibt am Hochrhein bei Rhein-km 129,4 das Laufwasserkraftwerk Säckingen. Die zugehörige Flussstauhaltung erstreckt sich vom Kraftwerk Laufenburg bei Rhein-km 122,1 bis Rhein-km 129,4 über eine Länge von rund 7,3 Kilometern und wird abschnittsweise von Uferdämmen begrenzt. Im Rahmen des Projekts untersucht das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft im Auftrag der Rheinkraftwerk Säckingen AG die Wasserstände in der Stauhaltung und die Freiborde entlang der Uferdämme für verschiedenen Hochwasserabflüsse. Die Untersuchungen basieren auf einem zweidimensionalen hydrodynamisch-numerischen (2D-HN-) Modell der Stauhaltung. Für die Modellkalibrierung wurden die Wasserstände in der Stauhaltung über mehrere Monate hinweg mit autonom aufzeichnenden Druckmesssonden erfasst. 

Schlagworte: 2D-HN-Modellierung, Hochwassersimulation, Langzeitmessung von Wasserständen

Auftraggeber: VERBUND AG
Bearbeitungszeit: 2019 - 2021
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Swantje Dettmann, M.Sc. Sarah Dickel

Mit der Entwicklung einer übergeordneten Steuerung sollen schwerpunktmäßig für die Stauhaltungen des oberen Teils des bayerischen Inns Regelungsstrategien und Optimierungsmöglichkeiten erarbeitet werden, um eine Vergleichmäßigung der Abflussverhältnisse sowie ein verbessertes Energiemanagement zu erzielen. Der Betrieb der Stauanlagen wird hierbei im Abflussspektrum von Niedrig- bis Mittelwasser unter Beachtung der Nutzungsanforderungen und Konzessionsbedingungen betrachtet.

Schlagworte: Wasserkraft, Staustufensteuerung

Auftraggeber: Uniper Kraftwerke GmbH
Bearbeitungszeit: 2019 - 2020
Bearbeiter: M.Sc. Fabian Popp, M.Sc. Joanna Antoni, Dipl.-Ing. Tino Kostic

Die ständig steigende Leistungsfähigkeit moderner Computer erlaubt es zunehmend komplexe wasserbauliche Fragestellungen mithilfe hochaufgelöster dreidimensionaler hydrodynamisch-numerischer Modelle zu untersuchen. Eine in diesem Kontext häufig betrachtete Thematik ist die Ermittlung und Auswertung der meist hochgradig dreidimensionalen Strömungssituation im Zulaufbereich von Wasserkraftanlagen. Diese hat einen maßgebenden Einfluss auf den Betrieb und die Effizienz der Anlagen und stellt dadurch eine wichtige Optimierungsgrundlage dar.
Im Auftrag der Uniper Kraftwerke GmbH führt das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kassel für verschiedene Abflussszenarien Untersuchungen der Strömungsverhältnisse im Oberwasser der Mainstaustufe Offenbach sowie dem Kraftwerk Roßhaupten durch. Ergänzt und validiert werden die numerischen Simulationen durch Fließgeschwindigkeitsmessungen mit Hilfe eines ADCP-Messbootes. Ziel der Untersuchungen ist die hochaufgelöste Bestimmung der jeweiligen lokalen Strömungssituation sowie eine darauf aufbauende Optimierung der Betriebsweise der Anlagen unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Aspekte.

Schlagworte: 3D-HN-Modellierung, Wasserkraft

Auftraggeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderkennzeichen: 02WGR1430A
Bearbeitungszeit: 2017 - 2020
Bearbeiter: Dr.-Ing. Klaus Träbing, M.Sc. Sarah Dickel, Dipl.-Ing. Swantje Dettmann

Wasser und Energie sind für eine nachhaltige Entwicklung global und in Deutschland von zentraler Bedeutung. Im Mittelpunkt des Vorhabens steht die Fragestellung, ob eine Einschränkung der Wasserverfügbarkeit den Einsatz konventioneller Energiesysteme begrenzt und somit die Energiewende beschleunigt bzw. die Umsetzung einer weltweiten Energiewende negativ beeinflusst. Die Umgestaltung des Energiesektors kann durch die enge Verbindung zwischen Energie- und Wasserwirtschaft zu Konflikten oder auch Synergien zwischen den Nachhaltigkeitszielen Wasser (SDG 6) und Energie (SDG 7) führen. 
Mit dem interdisziplinären Verbundprojekt WANDEL werden die direkten Auswirkungen der Energieerzeugung skalenübergreifend nicht nur lokal und in regionalen Fallstudien (Brasilien, Marokko, Deutschland) aufgezeigt, sondern auch die indirekten Fernauswirkungen (Wasserfußabdruck) auf andere Regionen weltweit unter Berücksichtigung der Wasserverfügbarkeit untersucht. Dabei werden datenbasierte und modellbasierte Analysen verschiedener Energieszenarien für die Energiewende mit ihren Auswirkungen auf den Wassersektor (Wasserszenarien und Nutzungskonkurrenzen) räumlich verschränkt. Ziel ist es, regulatorische und technische Lösungen zur Reduzierung der Auswirkungen von Energiesystemen auf die Wasserressource zu erarbeiten und Ergebnisse in einer freien Web-GIS Applikation nutzbar zu machen. In einem erfahrenen Konsortium aus Wissenschaft und Praxis sind regionale und internationale Praxispartner aktiv in das Vorhaben eingebunden.
Innerhalb der Ziele des Gesamtvorhabens WANDEL widmen sich die Arbeitsziele vom Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft der Entwicklung und regionalen Umsetzung neuer technischer Möglichkeiten zu einem effizienteren Management des vorhandenen Wasserdargebotes und zur Reduzierung von negativen Auswirkungen ausgewählter Energiesysteme auf die Ressource Wasser. Dabei zielt das Forschungsvorhaben auf die Weiterentwicklung von Simulationstools und Steuerungsstrategien zur betrieblichen Optimierung von bestehenden Kraftwerksketten sowie zur operationellen und überregionalen Bewirtschaftung wasserbaulicher Infrastrukturen (z. B. Talsperren) ab. Mit verbesserten Analysemethoden sowie neuartigen und simulationsgestützten Steuerungskonzepten werden in enger Zusammenarbeit mit den regionalen Praxispartnern in den lokalen Fallstudien (Weser, Donau) und im Kontext der Nachhaltigkeitsziele (SDGs) der vereinten Nationen hilfreiche Strategien zur Erhöhung der Wassernutzungseffizienz erarbeitet.

Auftraggeber: Bayerische Elektrizitätswerke GmbH (BEW)
Bearbeitungszeit: 2015 - 2018
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Swantje Dettmann, Dr.-Ing. Alexander Rötz, M. Sc. Philipp Stöckel

Mit der Entwicklung einer übergeordneten Steuerung sollen für die Stauhaltungen der ODK Regelungsstrategien und  Optimierungsmöglichkeiten mit dem Ziel erarbeitet werden, einen über das gesamte Abflussspektrum hinsichtlich der Nutzungsanforderungen und Konzessionsbedingungen ausgerichteten Betrieb zu ermöglichen. Schwerpunkte bilden dabei die Vergleichmäßigung der Abflussverhältnisse sowie ein verbessertes Energiemanagement.

Kleinwasserkraftwerke: Bewertung des Klimaschutzpotenzials und Verbesserung durch intelligente Technologien

Auftraggeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Bearbeitungszeit: 10/2013 - 12/2017
Bearbeiter: M. Sc. Sarah Dickel, Dr.-Ing. Klaus Träbing, M. Sc. Sascha Ries

Das deutsch-chinesische Forschungsprojekt „HAPPI“ soll mit Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung einen Bewertungsansatz für Planung, Bau und Betrieb von Kleinwasserkraftanlagen in China sowie verbesserte technische Gesamtkonzepte entwickelt werden.

Die Bewertungsansätze berücksichtigen insbesondere die Aspekte der ökologischen, ökonomischen und sozialen Auswirkungen umfassend. Hierzu zählen beispielsweise die Gesichtspunkte zu Klimaschutzpotenzial, Natur- sowie Landschafts- und Gewässerschutz, Landnutzung, Kosteneffizienz, Netzinfrastruktur und Verbrauchernähe, Realisierungszeitraum, Standort- und bautechnische Optimierung, verbesserte Infrastruktur, Beschäftigung, Einfluss auf das Entwicklungspotenzial der ländlichen Besiedlung, Armutsbekämpfung oder Umsiedlungen. Ein daraus abgeleitetes Bewertungsverfahren ermöglicht den objektiven Vergleich von potenziellen Standorten und erleichtert damit die Standortwahl und das Verfahren für die behördliche Genehmigung. Außerdem werden Aussagen zu Veränderungen der Landnutzung, insbesondere der Waldflächen, und zum CO₂-Reduktionspotenzial getroffen.

Das Vorhaben wird durch ein Konsortium aus deutschen und chinesischen Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Behörden umgesetzt. Der Beginn des Vorhabens war am 01. Oktober 2013, die vorgesehene Laufzeit beträgt 36 Monate.

Auftraggeber: Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz Mecklenburg-Vorpommern
Bearbeitungszeit: 2016 - 2017
Bearbeiter: Dr.-Ing. Klaus Träbing

Auftraggegeber: Obere Donau Kraftwerke, Mittlere Donau Kraftwerke
Bearbeitungszeit: 2015 - 2016
Bearbeiter: M. Sc. Sascha Ries

Mit der Erfassung und Analyse von geometrischen Abhängigkeiten der gekoppelten Verschlussorgane der Donaustaustufen Dillingen und Gundelfingen wird das Ziel erarbeitet, Stellbewegungen und Abflussänderungen einander zuzuordnen. Schwerpunkt bildet dabei die Interaktion zwischen Wehrsegment und aufgesetzter Wehrklappe. Weiterhin werden Felduntersuchungen mittels ADCP-Messgerät durchgeführt, um die bisherigen Wehrbezugskurven zu überprüfen.

Auftraggegeber: Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG)
Bearbeitungszeit: 10/2013 - 06/2016
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Alexander Rötz, Dipl. Hydrol. Christian Bouillon

Die Edertalsperre ist neben der Diemeltalsperre die einzige Talsperre im Bundeseigentum. Verwaltet wird die Talsperre durch die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) des Bundes, wobei das Wasser- und Schifffahrtsamt (WSA) Hann. Münden für die Bewirtschaftung zuständig ist. Die Zweckbestimmung der Talsperre besteht in der Niedrigwasseraufhöhung der Oberweser zur Verbesserung der Schifffahrtsbedingungen in Trockenzeiten, im Hochwasserschutz sowie in der Energiegewinnung durch Wasserkraft. Hinzu kommen weitere Nutzungsarten wie Fischerei, Tourismus und Aktivitäten der Freizeitgestaltung. Das breite Spektrum der teilweise konkurrierenden Nutzungsansprüche macht daher eine sensible Stauraumbewirtschaftung erforderlich.

Aufgrund der Komplexität der Rahmenbedingungen wurde die Universität Kassel von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) mit Sitz in Koblenz damit beauftragt, im Rahmen der „Untersuchungen zur nachhaltigen Bewirtschaftung und Steuerung der Edertalsperre“ ein Betriebsmodell zur operationellen Steuerung der Edertalsperre aufzubauen. Unter Anwendung neu entwickelter Verfahren und der Verknüpfung mit lokalem Know-how und bestehenden Werkzeugen, wie ein 1-dimensionales hydronumerisch-dynamisches Modell (1D-HN-Modell) soll ein umfangreiches Optimierungsmodell erstellt werden.

Ziel ist es, unter Berücksichtigung der Vielzahl von Bewirtschaftungsregeln und der aktuellen hydrologische Situation im Einzugsgebiet die optimale Talsperrenabgabe zur ermitteln. Wichtige Teilprozesse des Modellsystems sind die Talsperrenbilanzierung unter Berücksichtigung aller Zuflussinformationen und der berechneten Abgabevarianten sowie die Wellenfortpflanzung (Flood Routing) im Gewässerlauf. Letztere ist entscheidend, um auf Grundlage der abgegebenen Wassermenge die Abflüsse und Wasserstände entlang der unterstrom gelegenen Gewässerabschnitte der Eder und Fulda bis hin zum, für die Steuerung maßgebenden, Beobachtungspegel Hann. Münden zu quantifizieren. Neben dem beobachteten Abfluss und Wasserstand der relevanten Pegel, dem Ederseevolumen und anderen Eingangsgrößen dienen stetig aktualisierte Vorhersagedaten dazu, die simulierten Ergebnisse zu bewerten. Entscheidend ist daher, das Optimierungsmodell in eine Benutzeroberfläche zu implementieren, um die Visualisierung der operationellen Beobachtungs-, Vorhersagedaten sowie berechnete Zeitreihen zeitnah durchzuführen und diese in Form einer Datenbank stetig zu aktualisieren.

Auftraggeber dieses Projektes ist die Bundesanstalt für Gewässerkunde in Koblenz. Die Projektdauer beträgt von Oktober 2013 bis September 2014.

Auftraggeber: Gemeinde Tapfheim
Bearbeitungszeit: 02/2013 - 10/2015
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Alexander Rötz, Dipl. Hydrol. Christian Bouillon

Vorausgegangene Berechnungen durch das vor Ort zuständige Wasserwirtschaftsamt haben für ein statistisch gesehen 100-jährliches Hochwasser eine großräumige Überschwemmung der betroffenen Gemeinde Tapfheim ergeben. Im Zuge einer bevorstehenden Festsetzung dieser Gebiete als rechtlich ausgewiesene Überschwemmungsfläche wurde das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kassel beauftragt, eine umfangreiche Analyse und Überprüfung der Eingangsdaten sowie ausführliche Sensitivitäts- und Szenarioberechnungen unter Verwendung eines 2-dimensionalen hydronumerisch-dynamisch Modells (2D-HN-Modell) durchzuführen.

Das Ziel der 2D-HN-Berechnungen besteht einerseits darin, die Auswirkungen auf die Hochwassersituation im Modellgebiet durch Unsicherheiten in den hydrologischen Eingangsgrößen sowie der Geländeparameter (vgl. Rauhigkeitsbeiwerte) zu bewerten. Schließlich werden die digitalen Daten zur Geländetopographie an signifikanten Geländepunkten wie Deichlagen überprüft und der Einfluss durch die Betriebsweise vorhandener Stauanlagen entlang der Donau analysiert. Zur Beurteilung der berechneten Ergebnisse werden Beobachtungsdaten (gemessene Wasserstände und Abflüsse, Luftbilder, etc.) abgelaufener Hochwasserereignisse herangezogen.

Im Ergebnis werden die mathematischen Berechnungen des Modells visualisiert und in ein leistungsfähiges Geoinformationssystems überführt. In Form von Lageplänen und Längsschnitten können die Unterschiede der einzelnen Berechnungsvarianten veranschaulicht werden. Darüber hinaus werden Erkenntnisse zur Hochwassersituation gewonnen, die wiederum in die Konzeption von Maßnahmen zur Verbesserung des lokalen Hochwasserschutzes einfließen. Im Rahmen einer Wirksamkeitsanalyse werden hier Vorschläge zu potenziellen und lokal begrenzten Hochwasserschutzmaßnahmen erarbeitet.

Auftraggeber für dieses Projekt ist die Gemeinde Tapfheim. Die Projektdauer beträgt von April 2013 bis Januar 2014.

Auftraggeber: Energiedienst Holding AG, Laufenburg
Bearbeitungszeitraum: 06/2014 - 07/2015
Bearbeiter: M. Sc. Tarek Beck

Die seit dem Neubau des Kraftwerks Rheinfelden (KWR) in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführten Sohlpeilungen führten zur Feststellung von Anlandungen im Unterwasserbereich der Staustufe. Der Betreiber Energiedienst Holding AG beauftragte das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft aus diesem Grund mit der Untersuchung des Einflusses verschiedener Unterwassergeometrien im Hinblick auf die Wasserspiegellagen im Unterwasser und auf das Strömungsverhalten. Die strömungsmechanische Analyse der stationären Abflussvorgänge im Unterwasserbereich der Staustufe KWR erfolgte mit einem zweidimensionalen hydrodynamisch-numerischen Modell (2D-HN-Modell). Simulationstechnisch wurde ein breites Untersuchungsprogramm stationärer Simulationen in unterschiedlichen Abflussbereichen durchgeführt und basierend darauf Schlüsselkurven zu jeder Unterwassergeometrie erstellt. Im Kontext der Verbesserung der energetischen Jahresproduktion wurden weiterhin Maßnahmen zur Absenkung des Wasserstandes im Unterwasserbereich des KWR betrachtet.

Auftraggeber: European Commision Directorate-General Humanitarian Aid and Civil Protection (ECHO)
Bearbeitungszeit: 01/2013 - 12/2014
Bearbeiter: Dr.-Ing. Klaus Träbing

Das Flood-CBA Vorhaben ist gefördert von der Civil Protection Financial Instrument der DG-Humanitarian Aid and Civil Protection.

Ziel ist der Aufbau einer nachhaltigen Wissensplattform zur Nutzen-Kosten-Analyse (NKA) für Maßnahmen des Hochwasserrisikomanagements. Die Plattform soll durch Stakeholder (Betroffene und Interessierte) im Zusammenhang der unterschiedlichen sozio-ökonomischen Umgebungen innerhalb der EU genutzt werden. Hierzu werden die verschiedenen Stakeholder unter Hinblick auf die Anwendung von NKA auch im Zusammenhang mit der EU-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie über Befragungen, Workshops und Fortbildungsangebote kontinuierlich eingebunden.

Das Vorhaben wird durch ein Konsortium von sechs Partnern aus Wissenschaft und Praxis aus Griechenland,  Großbritannien, Rumänien, Portugal, Spanien und Deutschland umgesetzt. Der Beginn des Vorhabens war am 31. Januar 2013, es  hat eine Laufzeit von 24 Monaten.

Auftraggeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Bearbeitungszeit: 09/2010 - 12/2013
Bearbeiter: Dr.-Ing. Klaus Träbing, Dipl.-Ing. K. Kehr

Im Hinblick auf den prognostizierten Klimawandel sind Veränderungen des Niederschlages und der Temperatur und damit der regionalen Wasserhaushalte zu erwarten. Hinzu kommen sich ändernde Wasserbedürfnisse verschiedener Sektoren (Industrie, Haushalte und Landwirtschaft), die maßgeblich durch den globalen Wandel beeinflusst sind. Daher zielt das im Rahmen der IWRM-NET Initiative geförderte Verbundprojekt darauf ab, integrierte Planungsinstrumente für die nachhaltige Nutzung der Ressource Wasser unter Berücksichtigung von Klimaänderung und globalen Wandel zu erarbeiten sowie die Bewirtschaftungspläne und Maßnahmenprogramme zur EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) im Hinblick auf die Folgen des Klimawandels zu analysieren.

Aufbauend auf verschiedenen Klimaprojektionen und sozioökonomischen Entwicklungen wird in einem Teilprojekt eine integrierte, großskalige (europaweite) Modellierung zur Wasserverfügbarkeit und Wassernutzung durchgeführt. Darauf aufbauend werden in 3 Fallstudien (Weser - Deutschland, Seine – Frankreich, Apulien – Italien) die sich daraus ableitenden hydrologische Regimeänderungen und sektorale Wassernutzungen quantifiziert, analysiert und hinsichtlich der Konsequenzen auf die Managementstrategien und Richtlinien bewertet.

Das am FG Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführte Teilprojekt (Weser) unterstützt durch eine regionale Modellierung unter Verwendung von GIS-gestützten HN-Verfahren die konkrete Maßnahmenplanung und -umsetzung der WRRL. Hierzu werden durch ein Variantenstudium der Einfluss des Klimawandels auf die hydromorphologischen Qualitätskomponenten abgeschätzt, die damit verbundenen Wirkungszusammenhänge analysiert und Vorschläge für die Umsetzung erarbeitet.

Die erzielten Ergebnisse finden durch die enge Zusammenarbeit mit den Praxispartnern Eingang in den Vollzug der Bewirtschaftungspläne und Maßnahmenprogramme der WRRL. Die eingesetzten Modellierungsmethoden und -werkzeuge führen somit zu einem Erkenntnisgewinn bezüglich des Zusammenspiels von Klimawandel, integriertem Wasserressourcenmanagement und WRRL. Darüber hinaus erfolgt durch die konkrete Anwendung eine Überprüfung und Optimierung der verwendeten Simulationswerkzeuge. Hierdurch werden die international anwendbaren Untersuchungs- und Modellierungsmethoden weiter etabliert und damit eine gute Voraussetzung für weitere Kooperationen geschaffen.

Das Projekt wird von dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) von September 2010 bis Dezember 2013 gefördert.

Auftraggeber: Energiedienst Holding AG, Laufenburg
Bearbeitungszeitraum: 04/2013 - 12/2013
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Alexander Rötz

Im Zuge der Inbetriebnahme des neuen Kraftwerks Rheinfelden wurden im Jahr 2012 durch die Energiedienst AG umfangreiche Felduntersuchungen zum Turbinenschnellschluss des Rheinkraftwerks Rheinfelden (KWR) durchgeführt. Das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft wurde beauftragt, die durch Notabschaltung hervorgerufenen Schwallwellen im Oberwasserbereich der Staustufe KWR modellhaft abzubilden, um die Schwallwellenhöhen für unterschiedliche Notschlussszenarien detailliert quantifizieren und somit mögliche Sicherungsmaßnahmen auslegen zu können. Die strömungsmechanische Analyse des stark instationären Abflussvorganges der Schwallwellenausbreitung im Oberwasserbereich der Staustufe KWR sowie dem rechtseitig angeordneten Umgehungsgerinne wurde mit einem zweidimensionalen hydrodynamisch-numerischen Modell (2D-HN-Modell) durchgeführt. Es wurden verschiedene Notschlussszenarien, die zu extremen Wasserstandsänderungen im Stauraum führen können, mit unterschiedlicher Beaufschlagung der Wehrfelder und Lastabwurf am Kraftwerk simuliert und analysiert. Mit den durchgeführten Variantenuntersuchungen konnten die Schwallwellenhöhen entlang des Stauraumes und die Auswirkungen der Schwallwelle im Umgehungsgerinne ermittelt werden. Die Erkenntnisse können als Grundlage für weitere Planungen zu möglichen Sicherungsmaßnahmen im Umgehungsgerinne und zum Schutz vor Überschwemmungen im Uferbereich herangezogen werden.

Auftraggeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Bearbeitungszeit: 11/2008 - 06/2013
Bearbeiter: Dr.-Ing. Klaus Träbing, Dipl.-Ing. Alexander Rötz, Dipl.-Hydrol. Christian Bouillon, Dipl-Ing. Frank Roland und Dipl.-Hydrol. Anne Siglow

Im Zuge des transdisziplinären Verbundprojekts KLIMZUG-Nordhessen werden in Nordhessen vorbildlich für weitere Regionen Strukturen, Institutionen, Produkte und Dienstleistungen entwickelt, umgesetzt und erprobt, die für die Klimaanpassung eine enge Kooperation zwischen Wissenschaft, Wirtschaft, gesellschaftlichen Gruppen und politischen Entscheidungsträgern sicherstellen. Das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kassel ist im Rahmen des Gesamtprojektes hierbei im Forschungsbereich
„Ressourcen“ tätig. Dieser ist in drei Teilprojekte untergliedert, in denen agrar-, wasser- und forstwissenschaftliche Fragestellungen vor dem Hintergrund des Klimawandels erforscht werden.
Ziel des Teilprojektes „Folgen und Anpassungsmöglichkeiten für die Wasserwirtschaft am Beispiel von Eder und Fulda“ ist es, die Auswirkungen des Klimawandels im Hinblick auf wasserwirtschaftliche Fragestellungen quantitativ zu erfassen und Empfehlungen für Anpassungsstrategien zu entwickeln.
Es werden die Folgen eines stärkeren Wasserrückhalts durch geänderte Flächennutzungen, der angepasste Betrieb wasserbaulicher Anlagen zur besseren Nutzung des Wasserdargebots und die eingeschränkte Nutzung gefährdeter Bereiche von Fließgewässern und Talauen untersucht. Die Quantifizierung der Folgen und daraus ableitend die Entwicklung von Anpassungsstrategien mit den entsprechenden Detailuntersuchungen erfolgen schwerpunktmäßig für den Edersee mit seinen vielfältigen Nutzungsanforderungen und auf die unterstrom des Edersees gelegenen Gewässerabschnitte der Eder und Fulda bis Hann. Münden.

Auftraggeber: Jäckering Mühlen- und Nährmittelwerke GmbH
Bearbeitungszeit: 04/2012 - 09/2012
Federführender Bearbeiter: M. Sc. Benedikt Klein

Aufgrund der baulichen Situation der Wasserkraftanlage Altenburg an der Eder, betrieben durch die „Jäckering Mühlen- und Nährmittelwerke GmbH“, lag im Einlaufbereich einer der Turbinen eine große Ablösezone vor, welche die Anströmung beeinträchtigte und zu einer erheblichen Minderung der Stromproduktion führte. Um die bestmögliche Anströmung der Turbinen zu untersuchen, wurden durch das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft die Strömungsverhältnisse im Oberwasserbereich des Kraftwerks simulativ betrachtet und der Strömungszulauf optimiert. Aufgrund der dreidimensionalen Strömungsverhältnisse im Untersuchungsgebiet wurde ein dreidimensionales hydrodynamisch-numerisches (3D-HN) Verfahren in Verbindung mit einem physikalischen Modell zur Strömungsmodellierung eingesetzt. Anhand umfangreicher Simulationen wurden Umbaumaßnahmen in verschiedenen Varianten zur Verbesserung der Zuströmung und dementsprechend Erhöhung der Stromerzeugung vorgeschlagen.

Auftraggeber: Energiedienst Holding AG, Laufenburg
Bearbeitungszeitraum: 08/2010 - 09/2011
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Sven Hörmann

Auftraggeber: Energiedienst Holding AG, Laufenburg
Bearbeitungszeitraum: 4/2010 - 09/2011
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Sven Hörmann

Das am Hochrhein, auf der Staatsgrenze zwischen Deutschland und der Schweiz, gelegene Laufwasserkraftwerk Ryburg-Schwörstadt verfügt über eine Ausbauwassermenge von rund Q = 1400 m³/s und wird von dem etwa drei Kilometer unterstrom gelegenen Kraftwerk Rheinfelden eingestaut. Die im Unterwasserbereich des Kraftwerks Ryburg-Schwörstadt vorliegende Sohltopografie ließ vermuten, dass die vorhandene Felsschwelle zu erhöhten Unterwasserständen und folglich zu einer verminderten Stromerzeugung führt. Das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft wurde vom Betreiber Energiedienst Holding AG beauftragt, die Strömungsverhältnisse im Unterwasserbereich des Kraftwerks zu untersuchen, wozu ein dreidimensionales hydrodynamisch-numerisches (3D-HN) Verfahren zur Strömungsmodellierung aufgrund der dreidimensionalen Strömungsverhältnisse im Untersuchungsgebiet erstellt wurde. Die anhand von umfangreichen numerischen Simulationen betrachteten geometrischen Baggerungsvarianten im Unterwasserbereich zeigen verbesserte Abströmverhältnisse an der Staustufe mit einer Absenkung des Unterwasserspiegels.

Auftraggeber: Regierungspräsidium Kassel
Bearbeitungszeit: 08/2007 - 06/2011
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Frank Roland, Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein, Dipl.-Ing. Michael Kaiser, Dipl.-Ing. Alexander Rötz

Durch Starkniederschläge, ggf. verbunden mit Schneeschmelze kommt es an den Gewässern im Einzugsgebiet der Fulda immer wieder zu Hochwasserereignissen, die insbesondere in Siedlungsgebieten zu Hochwasserschäden führen. Das Regierungspräsidium Kassel, Abteilung Umwelt- und Arbeitsschutz, hat daher in Abstimmung mit dem Hessischen Ministerium für Umwelt, ländlichen Raum und Verbraucherschutz (HMLUV) das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kassel beauftragt, einen Hochwasserschutzplan für das Einzugsgebiet der Fulda zu erarbeiten. Dieser soll insbesondere die Anforderungen der EU-Richtlinie zur Bewertung und dem Management von Hochwasserrisiken vom 30.04.2007 berücksichtigen und somit dem Ziel dienen, die Gefahren, die von einem statistisch einmal in 100 Jahren zu erwartenden Hochwasser und anderer Hochwasserereignisse ausgehen, so weit wie möglich und verhältnismäßig minimieren zu können.

Da es in Hessen bisher keine konkreten Vorgaben hinsichtlich der Erstellung von Hochwasserschutzplänen gibt, bilden im Rahmen eines Forschungs- und Entwicklungsvertrages die Wahl der Bearbeitungsmethodik sowie die Entwicklung entsprechender Planungswerkzeuge einen besonderen Schwerpunkt, so dass auf diese Weise eine einheitliche Grundlage für die Erstellung weiterer Hochwasserschutzpläne in Hessen geschaffen werden könnte. Zum Erreichen dieses Ziels gilt es, bereits vorhandene Richtlinien und Handlungsempfehlungen der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) bzw. anderer Bundesländer zu sichten und auf ihre Anwendbarkeit auf hessenspezifische Problemstellungen wissenschaftlich zu hinterfragen.

Aufbauend auf diesen konzeptionellen Überlegungen und der Recherche zu bereits vorhandenen Hochwasserschutzmaßnahmen sind für die Hauptgewässer Fulda, Eder, Schwalm und Haune mit Hilfe von hydrodynamisch-numerischen Berechnungen für verschiedene Hochwasserszenarien die zu erwartenden Wasserspiegellagen zu ermitteln und die daraus resultierenden Überschwemmungsgebiete abzuleiten. Die genannten Arbeitsschritte münden unter Berücksichtigung der örtlichen Nutzungen in die Darstellung des jeweiligen Schadenspotentials und die Entwicklung von lokalen Hochwassersteckbriefen, in denen alle relevanten Informationen zusammengestellt und visualisiert sind. Mit Hilfe einer anschließenden Wirkungsanalyse sind erste Hinweise zur Minderung der Hochwasserschäden zu erarbeiten. In diesem Kontext seien beispielhaft Maßnahmen des technischen und naturnahen Hochwasserschutzes, die Gewinnung und Rückgewinnung von Rückhalteflächen, das Hochwasserflächenmanagement mit Einflussnahme auf die Nutzung am Gewässer sowie das Management im Hochwasserfall genannt. Neben diesen Arbeitsschritten soll insbesondere durch den angestrebten projektbegleitenden, intensiven Austausch mit den zuständigen Fachbehörden die spätere Anwendbarkeit bzw. Umsetzung des Hochwasserschutzplanes gewährleistet werden. Von besonderer Bedeutung sind in diesem Zusammenhang zudem die Erstellung einer Broschüre und Internetpräsentation zur Information der breiten Öffentlichkeit.

Auftraggeber: Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUELV)
Bearbeitungszeit: 01/2009 - 04/2011
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Frank Roland, Dipl.-Ing. Alexander Rötz

Die Wasserkraftnutzung bedingt ein Spannungsfeld zwischen Gewässerschutzzielen einerseits und regenerativer Stromerzeugung andererseits. Sowohl bei der Aufstellung von überregionalen Bewirtschaftungsplänen und Maßnahmenprogrammen gem. WRRL als auch bei der Planung von Einzelvorhaben sind gewässerökologische und wirtschaftliche Fragestellungen zu berücksichtigen, um daraus die kosteneffizientesten Maßnahmenkombinationen zur Steigerung der Leistungsfähigkeit und Verbesserung des gewässerökologischen Zustandes ableiten zu können.

Vor diesem Hintergrund hat das Hessische Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUELV) das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft beauftragt, eine Analyse der hessischen Wasserkraftnutzung durchzuführen und darüber hinaus ein Planungswerkzeug (WKA-Aspekte) zur wirtschaftlichen Bewertung von gewässerökologischen Verbesserungsmaßnahmen im Bereich von Wasserkraftanlagen für die hessische Wasserwirtschaftsverwaltung zu entwickeln. Das erstellte Planungswerkzeug „WKA-Aspekte“ enthält verschiedene Bausteine, die beispielsweise Leistungsplanberechnungen, Durchführung von Szenarienrechnungen und wirtschaftliche Analysen umfassen, und wurde ‒ von mehreren Testphasen begleitet, unter Berücksichtigung der dabei entstandenen Rückmeldungen und Anregungen ‒ in die hessische Wasserwirtschaftsverwaltung implementiert. Durch das Planungswerkzeug werden die Fach- und Vollzugsbehörden in die Lage versetzt, im Rahmen der Maßnahmenplanung bzw. von Genehmigungsverfahren für jeden Wasserkraftstandort nicht nur einen einfachen Leistungsplan zu erstellen, sondern auch die energetischen, betriebswirtschaftlichen und umweltökonomischen Auswirkungen verschiedener Planungsvarianten und gewässerökologischer Auflagen vergleichend zu hinterfragen.

Auftraggeber: Regierungspräsidium Gießen
Bearbeitungszeit: 07/2008 - 04/2011
Federführende Bearbeiter: Dipl.-Ing. Silke Müller, Dipl.-Ing. Frank Roland, Dipl.-Ing. Alexander Rötz

Im Zuge des INTERREG IIC - Projektes „Vorbeugender Hochwasserschutz im Einzugsgebiet der hessischen Lahn“ wurden vom Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kassel die Retentionspotenziale der Lahn und ihrer Aue wissenschaftlich analysiert und darauf aufbauend Vorschläge zu Hochwasserschutzmaßnahmen erarbeitet (vgl. Kasseler Wasserbau-Forschungsberichte und Materialien Band 17/2002). Zahlreiche der daraus abgeleiteten „Bausteine zum Hochwasserschutz“ wurden mittlerweile realisiert und das Land Hessen strebt die Umsetzung weiterer, der seinerzeit an der Lahn vorgeschlagenen Maßnahmen an. Hierbei handelt es sich u. a. um die Aktivierung von Retentionsflächen zwischen der Ortslage Cölbe und der Einmündung der Salzböde in die Lahn sowie um lokale technische Hochwasserschutzmaßnahmen im Bereich der Ortschaften Roth und Argenstein. In Vorbereitung der diesbezüglich erforderlichen Planungen hat das Regierungspräsidium Gießen, Abteilung Umwelt, das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kassel beauftragt, weitergehende wissenschaftliche Detailuntersuchungen durchzuführen. Diese beziehen sich insbesondere auf eine detaillierte Analyse und Bewertung verschiedener Umgestaltungsvarianten und deren Einfluss auf die Wasserstände und Wellenabläufe der Lahn mit Hilfe hydrodynamisch-numerischer Modelle (HN-Modelle) und Geoinformationssystemen (GIS). 

In dem genannten Kontext bildet der Aufbau eines hoch aufgelösten 2-dimensionalen HNModells für einen etwa 30 km langen Lahnabschnitt einen Schwerpunkt der beauftragten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Mit Hilfe dieses Modells werden die Strömungsverhältnisse und Wasserspiegellagen, die aus den unterschiedlichen Maßnahmenvarianten resultieren würden, simuliert und analysiert. Wesentliche Grundlage für diese Wirksamkeitsanalyse ist neben der Erstellung eines digitalen Geländemodells für die hydraulisch relevanten Bereiche die Weiterentwicklung und Anpassung der bislang vorliegenden GIS-Werkzeuge und Methoden. Dies gilt insbesondere für die angestrebte direkte Kopplung von HN-Modell und GIS.

In einem zweiten Schritt sind die großräumigen Auswirkungen der angestrebten Hochwasserschutzmaßnahmen auf die Wellenabläufe der Lahn zu ermitteln. Dabei gilt es, auch den Einfluss einer möglichen Wellenüberlagerung durch zufließende Nebengewässer zu
berücksichtigen. Die dazu erforderlichen Berechnungen werden mit einem 1-dimensionalen, instationären HN-Modell durchgeführt, welches aufgrund des geringen Speicherbedarfs und kurzer Rechenzeiten die effektive Untersuchung eines großen Flussabschnittes
ermöglicht. Neben den angestrebten inhaltlichen Aussagen zur potentiellen Verformung der Hochwasserwellen aufgrund der geplanten Hochwasserschutzmaßnahmen stellt bei diesem Arbeitsschritt das Zusammenspiel von 1D- und 2D-HN-Modellen eine besondere Herausforderung dar und erfordert ebenfalls eine Weiterentwicklung der vorhandenen Systeme. Mit dem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben „Hochwasservorsorge an der Lahn zwischen Cölbe und Einmündung Salzböde“ werden somit zum einen die hydraulischen Grundlagen für die Umsetzung weiterer Hochwasserschutzmaßnahmen an der Lahn erarbeitet bzw. analysiert und zum anderen die Weiterentwicklung und Erprobung grundlegender wasserwirtschaftlicher Planungswerkzeuge angestrebt. 

Auftraggeber: WAGU GmbH Kassel, RP Kassel, RP Darmstadt
Bearbeitungszeit: 03/2007 - 12/2007
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Frank Roland

Auftraggeber: Bundesanstalt für Wasserbau (BAW)
Bearbeitungszeit: 05/2006 - 03/2007
Federführende Bearbeiterin: Dipl.-Ing. Maria Carambia

Auftraggeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Bearbeitungszeit: 04/2005 - 06/2007
Federführende Bearbeiterin: Dipl.-Ing. Christiane Anders

Auftraggeber: EU Forschungsrahmenprogramm; Hessisches Ministerium für Umwelt, ländlichen Raum und Verbraucherschutz
Bearbeitungszeit: 04/2003 - 12/2006
Federführende Bearbeiter: Dr.-Ing. Klaus Röttcher, Dipl.-Ing. Michael Bach, Dipl.-Ing. Thorsten Kaupenjohann, Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein, Dipl.-Ing. Tobias Rimpau, Dipl.-Ing. Andreas Weiß

Hochwasserschutz an der Bauna — Objekt-UVU für den Standort Katzenmühle - Gewässerökologisches Monitoring und Erfolgskontrolle
Förderung durch den Verband für Abwasserbeseitigung und Hochwasserschutz Baunatal/Schauenburg
Bearbeitungszeit: 6/2004 - 12/2009
Federführende Bearbeiter: PD Dr. hab. Dietrich Borchardt, Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein, Dipl. Biol. Jeanette Völker, Dipl.-Ing. Jörg Willecke

Vorplanung zur Auenrenaturierung Nieste
Auftraggeber: Gemeinde Niestetal
Bearbeitungszeit: 2000 - 2005
Federführende Bearbeiter: Dipl.-Ing. Axel Sobirey, Dipl.-Ing. Andreas Weiß

Wissenschaftliche Zusammenarbeit mit Ägypten; River Water Quality no. 1
Auftraggeber: DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft)
Bearbeitungszeit: 09/2004 - 11/2004
Federführender Bearbeiter: Ass. Prof. Dr. Walid Khalifa

Aufnahme von Hochwasserständen an einem naturnahen Fließgewässerabschnitt zur Bewertung der Ergebnisse hydrodynamischer Strömungsmodelle
Auftraggeber: Zentrale Forschungsförderung (ZFF) der Universität Kassel
Bearbeitungszeit: 03/2003 - 06/2004
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Christian Bauer

Methodenentwicklung zur Ausweisung der Retentionsgüte
Auftraggeber: L.A.B.U. Gesellschaft für Landschaftsanalyse und Umweltbewertung, Mainz
Bearbeitungszeit: 11/2002 - 12/2002
Federführende Bearbeiter: Dr.-Ing. Klaus Röttcher, Dipl.-Ing. Christian Bauer, Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein

Ermittlung einer ökologisch und ökonomisch vertretbaren Mindestwassermenge in der Unteren Eder und der Unteren Fulda zur optimierten Steuerung der Edertalsperre
Auftraggeber: Land Hessen, vetreten durch Regierungspräsidium Kassel
Bearbeitungszeit: 11/2002 - 11/2003
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Andreas Weiß

Studie zum Hochwasserschutz an Warme und Erpe
Auftraggeber: Hessischer Wasserverband Diemel
Bearbeitungszeit: 11/2002 - 12/2002
Federführende Bearbeiter: Dr.-Ing. Klaus Röttcher

Studie zur Verlegung der Esse bei Retterode
Förderung durch Stadt Hessisch Lichtenau
Bearbeitungszeit: 2002
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Christian Bauer

Ideenwettbewerb Boye — Alternative Planungsvariante zum Umbau des Emschersystems am Beispiel der Boye
Förderung durch die Emschergenossenschaft
Bearbeitungszeit: 2001 - 2002
Federführende Bearbeiter: Dr.-Ing. Klaus Röttcher; Dipl.-Ing. Axel Sobirey

Schwebstoffmessungen zur Prognose morphologischer Änderungen in einem Mittelgebirgsgewässer
Auftraggeber: Zentrale Forschungsförderung (ZFF) der Universität Gesamthochschule Kassel
Bearbeitungszeit: 2000-  2001
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Axel Sobirey

Vorbeugender Hochwasserschutz im Einzugsgebiet der hessischen Lahn
Auftraggeber: Hessisches Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Forsten
Bearbeitungszeit: 12/1999 - 12/2001
Federführender Bearbeiter: Dr.-Ing. Tobias Lang

Prognose der morphologischen Änderungen in Mittelgebirgsbächen
Auftraggeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Bearbeitungszeit: 9/1998 - 8/2001
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Axel Sobirey

Ökologische Auswirkungen und Renaturierungsmöglichkeiten von Trockenkiesabbau, dargestellt am Beispiel der Quarzkiesgruben Bürgeln und Bernsdorf
Auftraggeber: Lahn-Waschkies, Heuchelheim bei Gießen.
Bearbeitungszeit: 1993 - 2001
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein

Vereinfachtes Renaturierungskonzept Nieste
Auftraggeber: Gemeinde Niestetal
Bearbeitungszeit: 1998 - 2000
Federführende Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher, Dipl.-Biol. Thomas Schmidt, Dipl.-Ing. Axel Sobirey

Geschichte der Wasserstraßen
Auftraggeber: Universität Gh Kassel, Kasseler Sparkasse
Bearbeitungszeit: 1998 - 2000
Federführende Bearbeiter: Dipl.-Ing. Albrecht Hoffmann, Dipl.-Ing. K. Röttcher, Johannes Tondera

Umsetzung des Renaturierungskonzeptes Losse — Projektmanagement und Biomonitoring
Auftraggeber:
Bearbeitungszeit: 6/1998 - 12/1999
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Biol. Thomas Schmidt

Umweltverträglichkeitsuntersuchung und ergänzende Bearbeitung des Hochwasserschutzes an der Bauna
Auftraggeber: Stadt Baunatal, Gemeinde Schauenburg
Bearbeitungszeit: 4/1996 - 12/1999
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher

Umweltgerechte Reaktivierung der Wasserkraftkaskade an der Mahlgera (Thüringen)
Auftraggeber: Verwaltungsgememeinschaft "Gera-Aue", Gebesee; Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück
Bearbeitungszeit: 10/1997 - 10/1999
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein

Umsetzung dezentraler Hochwasser-Schutzmaßnahmen
Auftraggeber: Deutsche Bundesstiftung Umwelt , Osnabrück
Bearbeitungszeit: 4/1996 - 7/1999
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher

Wasserspiegellagenberechnung Bauna
Auftraggeber: Regierungspräsidium Kassel
Bearbeitungszeit: 1/1999 - 6/1999
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher

Numerische Simulation des Verhaltens von Feststoffen in Flußräumen
Auftraggeber: Universität Kassel
Bearbeitungszeit: 1992 - 1999
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Martin Marburger

Wasserhaushaltsberechnungen für die Deponie Wolfsburg
Auftraggeber: GUV Gesellschaft für Geohydraulik, Umweltberatung
Bearbeitungszeit: 7/1998 - 12/1998
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher

Wasserkraftanlage Bischleben/Gera Studie
Auftraggeber: Leimbach/Sauer GbR, Kassel
Bearbeitungszeit: 12/1997
Federführender Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. Frank Tönsmann

Wasserwirtschaftlicher Entwurf zum Renturierungsplan Tagbau Paradiesfeld
Auftraggeber: REKUNA, Witzenhausen.
Bearbeitungszeit: 8/1997 - 12/1997
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher

Wasserwirtschaftliches Gutachten zum Kies- und Sandabbau Pferdsdorf/Spichra
Auftraggeber: REKUNA, Witzenhausen
Bearbeitungszeit: 1/1997 -  5/1997
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher

Zukunftsweisender Hochwasserschutz in Nordhessen. Dezentrales Projekt für die EXPO 2000
Auftraggeber: Verkehrsverbund und Fördergesellschaft Nordhessen mbH
Bearbeitungszeit: 12/1996  - 1/1997
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher

Dokumentation von Wasserkraftanlagen unter besonderer Berücksichtigung der umwelrelevanten Aspekte
Auftraggeber: Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück.
Bearbeitungszeit: 1997
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Rösch

Sauerstoffanreicherung in Wasserkraftanlagen
Auftraggeber: Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück
Bearbeitungszeit: 1/1995 - 12/1996
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Rösch

Studie zum Hochwasserschutz in Witzenhausen
Auftraggeber: Stadt Witzenhausen
Berabeitungszeit: 3/1995 - 2/1996
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Martin Marburger

Studie zur Hochwassergefährdung des Baugebietes "In den Hopfgärten" von Neuenbrunslar/Eder
Auftraggeber: Stadt Felsberg
Bearbeitungszeit: 7/1995 - 1/1996
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. J. Steuber

Studie zum Hochwasserschutz im Tal des Wahle- bzw. Fahrenbachs
Auftraggeber: Gemeinde Loh  felden
Bearbeitungszeit: 2/1994 - 4/1995
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Huth

Studie zum Hochwasserschutz an der Bauna
Auftraggeber: Stadt Baunatal, Gemeinde Schauenburg
Bearbeitungszeit: 9/1993 - 4/1995
Federführende Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher, Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein

Rahmenplan eines gebietsbezogenen Renaturierungskonzeptes für die Losse
Auftraggeber: Wasserverband Losse, Kassel
Bearbeitungszeit: 1994 - 1995
Federführende Bearbeit er: Dipl.-Biol. Thomas Schmidt, Dipl.-Ing. Martin Marburger

Gewässerstrukturgütekartierung — Bundesweite Methodenerprobung Pilotprojekt Losse
Auftraggeber: Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie und Bundesangelegenheiten, Wiesbaden
Bearbeitungszeit: 1994 - 1995
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Biol. Thomas Schmidt

Geschiebetransport in kleinen Gewässern des Mittelgebirges
Auftraggeber: Zentrale Forschungsförderung (ZFF) der Universität Gesamthochschule Kassel
Bearbeitungszeit: 1993 - 1995
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher

Hydrologische Studie Gelster
Auftraggeber: Stadt Witzenhausen
Bearbeitungszeit: 11/1993 - 9/1994
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Huth

Naturnahe Gestaltung der Ausleitungsstrecke einer Kläranlage
Auftraggeber: Abwasserverband Obere Aar, Korbach
Bearbeitungszeit: 1993 - 1994
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. M. Scheffler

Vorplanung Werrakraftwerk Bad Sooden-Allendorf
Auftraggeber: Herr W. Seipenbusch, Velpert-Langenberg
Bearbeitungszeit: 7/1992 - 12/1993
Federführender Bearbeiter: H. Eckhardt

Umweltverträglichkeitsstudie für die Umgestaltung der Esse
Auftraggeber: Stadt Hessisch Lichtenau
Bearbeitungszeit: 3/1992 - 12/1993
Federführende Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Huth, Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein

Ökologische Auswirkungen der Fallhöhenvergrößerung der Wasserkraftanlage Langschede/Ruhr
Auftraggeber: Zentrale Forschungsförderung der GhK
Bearbeitungszeit: 10/1991 - 12/1993
Federführende Bearbeiter: Dipl.-Ing. Klaus Röttcher, Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein

Hochwasserschutz im Lossetal, vergleichende Umweltverträglichkeitsprüfung
Auftraggeber: Wasserverband Losse
Bearbeitungszeit: 1991 - 1993
Federführende Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Huth, Dipl.-Ing. Klaus Röttcher, Dipl.-Ing. Bernd Sauerwein

Vermessung der Wasserkraftanlage Neustadt-Glewe
Federführender Bearbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Rösch