Deptartment of Hydraulic Engineering and Water Resources Management

Hydromorphology

Innovative research on hydromorphological processes on different spatial and temporal scales is carried out in order to gain a better understanding of processes and to advance the development of new approaches.

Hydromorphology describes the interaction of water and sediments in water bodies on spatial as well as on temporal scales. Erosion, transport and sedimentation are vital processes and play an important role in the evolution of the highly dynamic hydromorphological fluvial systems. However, besides natural factors, which govern the river bed evaluation and the development of bed structures such as ripples and dunes, anthropogenic influences also affect the hydraulic characteristics. Hence, these processes are in the focus of our research. Our work involves not only fundamental research to understand the processes behind the morphological behavior but also applied projects in collaboration with administration as well as the private sector. Balancing ecological demands and structural implementations is the main aim of this research. To achieve these goals analytical, numerical and physical models as well as field measurements are used at our department.
The main topics in this field of research are:

+-

Understanding and describing bedload and suspended sediment transport is an essential aspect for long-term predictions. Only with this knowledge an accurate prediction of e.g. the development of the river bed is feasible. A large number of watercourses were disturbed in their natural sediment balance due to anthropogenic measures realized in the past. By taking into account both, small and large scale sediment transport processes, it is possible to find appropriate measures to re-vitalize these river sections in a sustainable way.

Large scale processes: Developing a balance of bedload and suspended sediment transport allows an estimation of long-term river bed evolution and provides information regarding the influence of anthropogenic measures. With this knowledge nature like river training structures can be planned and implemented, which will enable a natural dynamic behavior of the river bed in the future.

Small scale processes: A further research focus lies on the analysis of so called colmation processes, which is the transport of fine sediments into the porous structure of the river bed. Beside the examination of the governing process in the laboratory a core area is the development of practical in-situ measurement techniques to quantify the degree of colmation.

Reservoirs interrupt the continuous sediment transport in watercourses and often lead to problems concerning reservoir sedimentation. Here, the research emphasizes on in-situ measurements, numerical simulations as well as basic research on the erosion behavior of cohesive sediments. The IWS has developed a flume to assess a vertical profile of the critical shear stress of sediment samples (SETEG). Moreover, in-situ measurement devices help to gain a better understanding of the processes and help to advance the development of numerical approaches. Furthermore, we examine the microbial settlements (for example algae and biofilm) and its impact on sediment erosion in an interdisciplinary team of biologists and engineers.

Regarding the European water framework directive a good ecological status must be achieved for all European watercourses. Thus, the restoration of natural morphodynamic functions of rivers is essential to accomplish this objective. Our research in this topic is mainly focused on practical applications of numerical models to predict the morphological long term behavior of rivers for different scenarios, such as the implementation of river bed widening sections or river revetments. A basic element is the analysis of ecological deficiency of rivers which is needed to develop and optimize river training measures. An important tool to evaluate the potential success of proposed measures is the software tool CASiMiR which has been developed by IWS. Casimir illustrates and facilitates the evaluation of the effects of river engineering measures on habitat suitability. It enables the optimization of river engineering projects regarding the habitat quality for fish and invertebrates not only qualitatively but also quantitatively.

Precise predictions of small and large-scale inundated areas during flood events are necessary for a sustainable and effective and integrated flood protection. Numerical models are applied to determine flood areas, water levels and flood duration. These data support the evaluation of flood intensity and risk. Moreover, the models facilitate the assessment of construction projects as well as scenarios e.g. the reactivation of retention areas and flood plains. We develop detailed options for sustainable and ecological-compatible flood protection measures by using physical models.

Projekte

Title Description
Abflussmessungen für das Wasserkraftwerk Bumbuna in Sierra Leone Laufzeit: 30.05.2017 bis 31.10.2017
Abteilung: LWW
Abhängigkeit des Erosionsverhaltens von den Charakteristika kohäsiver Gewässersedimente Laufzeit: 01.07.2002 bis 31.07.2006
Abteilung: VA
Alternative, naturnahe Ufersicherungen an schiffbaren Gewässern - Internationale Literatur, Vorschriften und Erfahrungen Laufzeit: 01.11.2004 bis 13.05.2005
Abteilung: LWW
Bestimmung möglicher Kolmationserscheinungen in einer Restwasserstrecke Laufzeit: 01.08.2015 bis 30.06.2016
Abteilung: LWW
Bewertung der Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf das Schutzgut Wasser, Ergänzungsmodul "Landnutzung und Wasser" im Rahmen des BMBF-Verbundrojekts LILAC Laufzeit: 01.01.2010 bis 31.12.2010
Abteilung: LWW
Drosselverhalten einer Wirbelkammerdiode Laufzeit: 01.10.2006 bis 28.02.2007
Abteilung: LWW
Durchfluss- und Geschwindigkeitsmessung am Verbindungsgewässer Rastatt-Niederbühl Laufzeit: 01.07.2003 bis 30.11.2003
Abteilung: LWW
EcoPeak- Ecological and Economic Consideration of Hydropeaking on Fish Habitats Laufzeit: 01.01.2009 bis 01.01.2012
Abteilung: LWW
Entlandungskonzept Unterbecken PSW Glems Laufzeit: 20.10.2011 bis 19.04.2013
Abteilung: LWW
Entwicklung eines Benthoshabitatmoduls (MOBER) zum ökologischen Flussauenmodell INFORM Laufzeit: 01.06.2009 bis 31.12.2009
Abteilung: LWW
Entwicklung eines Fischhabitatmoduls (MOFIR) zum ökologischen Flussauenmodell INFORM Laufzeit: 01.02.2007 bis 31.12.2008
Abteilung: LWW
Entwicklung eines integrativen Bewirtschaftungskonzepts für Trockenbecken und Polder zur Hochwasserrückhaltung Laufzeit: 15.06.2005 bis 14.06.2008
Abteilung: VA
Entwicklung eines operationell einsetzbaren Expertensystems zum Hochwasserrisikomanagement unter Berücksichtigung der Vorhersageungenauigkeit (HORIX) - Teilprojekt 4: Niederschlagsvorhersage und Expertensystem Laufzeit: 15.06.2005 bis 14.06.2008
Abteilung: LHG
Entwicklung und Einsatz eines mobilen Gerätes zur in-situ Bestimmung der Erosionsstabilität kontaminierter Gewässersedimente Laufzeit: 01.01.2001 bis 31.03.2004
Abteilung: VA
EnviPEAK - Environmental Impacts of Hydropeaking Laufzeit: 01.01.2009 bis 31.12.2012
Abteilung: LWW
Ermittlung des Remobilisierungspotentials belasteter Altsedimente in ausgewählten Gewässern Sachsen-Anhalts Laufzeit: 03.11.2011 bis 11.06.2013
Abteilung: LWW
Erosion behaviour measurements of undisturbed sediment cores from the Belgian North Sea bed Laufzeit: 01.07.2007 bis 30.06.2008
Abteilung: VA
Erosionsmessungen Wehrkanal Marckolsheim und Rhinau Laufzeit: 01.10.2015 bis 13.04.2017
Abteilung: LWW
Erosionsmessungen im Wehrkanal Iffezheim Laufzeit: 09.09.2013 bis 30.04.2014
Abteilung: LWW
Erosionsmessungen in Buhnenfelder der Elbe Laufzeit: 03.07.2012 bis 29.04.2013
Abteilung: LWW
Experimentelle Untersuchung zum Erosionsverhalten von bindigen Böden Laufzeit: 01.08.2018 bis 31.12.2018
Abteilung: LWW
Fuzzy-Based Sediment Transport Simulation Using Contemporary Modeling Concepts and Measurement Methods as Validation Laufzeit: 01.02.2009 bis 31.01.2012
Abteilung: LWW
Geospatial and Multi-Temporal Based Environmental Assessment: An Integrated Fuzzy-GIS and Remote Sensing Approach Laufzeit: 01.09.2007 bis 31.03.2010
Abteilung: LWW
Geplantes Hochwasserrückhaltebecken Oberndorf/Wieslauf - Wasserbauliche Modellversuche zum Auslassbauwerk Laufzeit: 15.10.2012 bis 18.10.2013
Abteilung: LWW
Geschiebetransportmodellierung Salzach und Saalach Laufzeit: 01.01.2014 bis 29.02.2016
Abteilung: LWW
Gutachten zur Sedimentationsproblematik in 4 Hochwasserrückhaltebecken der Wasserverbände Schwippe und Aich Laufzeit: 01.08.2004 bis 31.10.2006
Abteilung: VA
Herstellung der Durchgängigkeit an drei Leinwehren im Ostalbkreis Laufzeit: 01.06.2018 bis 31.12.2018
Abteilung: LWW
Hochwassersicherheit im Unterwasser der Wehranlage Mooshausen Laufzeit: 01.04.2008 bis 05.08.2008
Abteilung: LWW
Hydraulische Untersuchungen für das Hochwasserrückhaltebecken amGoldersbach zum Hochwasserschutz des Ortsteils Lustnau
- Numerische Simulation und Physikalischer Modellversuch -
Laufzeit: 14.04.2009 bis 30.04.2010
Abteilung: LWW
Hydraulische, morphologische und wasserbauliche Untersuchungen zur Sanierung der Donau zwischen Hundersingen und Binzwangen - Phase 1 Laufzeit: 01.08.2004 bis 31.05.2005
Abteilung: LWW
Hydraulische, morphologische und wasserbauliche Untersuchungen zur Sanierung der Donau zwischen Hundersingen und Binzwangen - Phase 2 Laufzeit: 01.04.2006 bis 31.03.2007
Abteilung: LWW
Inventarisierung Schadstoffbelasteter Sedimente des Rheins und seiner Nebenflüsse Laufzeit: 01.11.2003 bis 31.08.2004
Abteilung: VA
Investigations on urban river regulation and ecological rehabilitation measures Laufzeit: 01.10.2007 bis 30.09.2010
Abteilung: LWW
Literaturstudie zu Langzeitstrategien für morphodynamische Modelle Laufzeit: 01.10.2007 bis 31.03.2008
Abteilung: LWW
Literaturstudie zu morphologischen Rinnenversuchen Laufzeit: 01.10.2005 bis 28.04.2006
Abteilung: LWW
Messtechnische Erfassung der Schwebstoffkonzentrationen und Korngrößenverteilungen während der Entleerung des Gepatsch-Stausees Laufzeit: 01.12.2015 bis 30.06.2016
Abteilung: LWW
Messtechnische Erfassung von thermodynamischen Effekten in Druckbehältern bei Druckstößen Laufzeit: 01.08.2018 bis 30.11.2018
Abteilung: LWW
Modellversuch zum Durchlassbauwerk des Hochwasserrückhaltebeckens Urbach/Schorndorf Laufzeit: 30.01.2014 bis 12.09.2016
Abteilung: LWW
Morphologische Studie Untere Iller (Fkm 56,725 - Mündung) - Phase 1 Laufzeit: 01.09.2012 bis 31.08.2013
Abteilung: LWW
Morphologische Studie Untere Iller (Fkm 56,725 - Mündung) - Phase 2 Laufzeit: 01.01.2014 bis 31.01.2016
Abteilung: LWW
Numerische Modellierung der Remobilisierung von Belastungs- und Schadstoffen aus Flusssedimenten Laufzeit: 01.07.2002 bis 31.05.2006
Abteilung: VA
Physikalische Modellversuche zur Energieumwandlung bei kleinen Hochwasserrückhaltebecken Laufzeit: 05.11.2009 bis 29.06.2012
Abteilung: LWW
Physikalische Modellversuche zur Untersuchung der hydraulischen Verhältnisse in den Nachklärbecken der Kläranlage Möhringen Laufzeit: 27.11.2009 bis 15.02.2011
Abteilung: LWW
Physikalischer Modellversuch zur Untersuchung des Austrags von Sand aus einem Geröllfang Laufzeit: 01.08.2013 bis 01.03.2014
Abteilung: LWW
Quantification of the Erosion Resistance of Undisturbed Cohesive Sediments of the Belgian Atlantic Coast Laufzeit: 2007-00-00 bis 30.12.2007
Abteilung: VA
Schutzstrategien gegen Gebirgswässer in Nord-Afghanistan Laufzeit: 01.01.2007 bis 31.12.2007
Abteilung: LWW
Schwebstoffmonitoring während der Funktionsprüfung einer Tiefenentlastung Laufzeit: 01.01.2015 bis 31.10.2015
Abteilung: LWW
Sedimentation and erosion processes (WP EXPO 1) Laufzeit: 01.01.2005 bis 30.03.2009
Abteilung: VA
Sedimentmanagement in Bayern Laufzeit: 01.09.2012 bis 31.08.2013
Abteilung: LWW
Sedimentprobenahme und Erosionstests an Proben aus der Alzsohle Laufzeit: 01.07.2006 bis 31.12.2006
Abteilung: VA
Sedimentprobenahme und Erosionstests an Proben aus der Salzachsohle Laufzeit: 01.10.2003 bis 29.02.2004
Abteilung: VA
Steigerung der Schadstoff-Frachtentlastung in Straßenablaufwässern durch Optimierung der Regenrückhaltebecken entlang der Bundesautobahn Laufzeit: 01.09.2000 bis 31.12.2005
Abteilung: VA
Tests zur Erosionsstabilität von Tondichtungen Laufzeit: 15.04.2011 bis 01.07.2011
Abteilung: LWW
Transport and fate of contaminants (WP EXPO 2) Laufzeit: 01.01.2005 bis 30.06.2006
Abteilung: VA
Untersuchungen zum Resuspensionsrisiko von Sedimentablagerungen in ausgewählten Staustufen des Rheingebietes Laufzeit: 01.03.2000 bis 31.10.2003
Abteilung: VA
Voruntersuchungen zum Erosionsvorgang von künstlich hergestellten Tonmischungen Laufzeit: 01.05.2017 bis 31.12.2017
Abteilung: LWW
Watershed sediment yield modelling for data scarce areas; a case study, Awash River Basin, Ethiopia Laufzeit: 01.10.2007 bis 30.09.2010
Abteilung: LWW
Zukunftsbild Neckaraue, Neckarsulm Laufzeit: 01.04.2011 bis 30.06.2013
Abteilung: LWW
Zuverlässigkeitsanalyse und Risikoabschätzung für den Hochwasserschutz unter integrierter Berücksichtigung geotechnischer, hydrologischer und hydraulischer Einflussgrößen Laufzeit: 15.06.2005 bis 30.06.2008
Abteilung: VA
greenhydro D Laufzeit: 01.09.2005 bis 31.08.2006
Abteilung: LWW