Lehrstuhl für Wasserbau und Wassermengenwirtschaft

Hydromorphologie

Innovative Forschung an hydromorphodynamische Prozesse auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen führt zu einem besseren Systemverständnis um die Entwicklung von neuen Ansätzen weiter voranzutreiben.

Die Hydromorphodynamik beschreibt Interaktionen zwischen Wasser und Sedimenten in Fließgewässern, sowohl in räumlichen als auch auf zeitlichen Skalen. Erosions-, Transport- und Anlandungsprozesse spielen in der Hydromorphodynamik eine wichtige Rolle. Die dadurch entstehenden natürlichen, aber auch anthropogen eingebrachten Strukturen und Formen, stehen wiederum in direkter Wechselwirkung zum vorherrschenden Abflussverhalten. Diese hydromorphodynamischen Prozesse stehen deswegen im Fokus unserer Forschung. Neben grundlegender Forschung zum Prozessverständnis führen wir auch anwendungsorientierte Forschungsprojekte durch, in enger Zusammenarbeit mit Verwaltungsbehörden und der Privatwirtschaft, beispielsweise für naturverträgliche Gewässernutzungen. Dabei steht die Verbindung zwischen ökologischen Ansprüchen und den baulichen sowie hydraulischen Anforderungen im Vordergrund. Zum Einsatz kommen dabei mehrdimensionale mathematisch-numerische Modelle, physikalische Modellversuche und Naturmessungen.

Die Forschungsschwerpunkte beinhalten:

Die Beschreibung und Erfassung von Geschiebe- und Schwebstofftransportprozessen ist essentiell, um langfristige Tendenzen in der Sohlentwicklung eines Fließgewässers zu erkennen und diese gegebenenfalls beeinflussen zu können. Viele Gewässer sind aufgrund von anthropogenen Eingriffen in ihrem natürlichen Sedimenthaushalt und der damit verbundenen Sedimentdynamik gestört. Unsere Forschung konzentriert sich auf kleinräumige als auch großräumige Prozesse des Feststofftransports.

Großräumige Prozesse: Eine großräumige Bilanzierung des Geschiebe- und Schwebstoffhaushaltes über große Zeiträume dient der Abschätzung langfristiger Tendenzen der Sohlevolution. Mittels naturverträglichen Gewässergestaltungsmaßnahmen können diese beeinflusst werden, um eine naturnahe Flussbettdynamik wiederherzustellen.

Kleinräumige Prozesse: Neben den globalen Geschiebetransportprozessen liegt einer unserer Forschungsschwerpunkte auf der Analyse sogenannter Kolmationsprozesse. Kolmation beschreibt den Transport von Feinteilen und deren Eindringen in die Gewässersohle, wodurch der Austausch von Nährstoffen und Sauerstoff zwischen Wasser und dem Flussbett beeinträchtigt wird. Neben grundlagenorientierten Laboruntersuchungen haben wir auch in-situ Messverfahren entwickelt, die es ermöglichen Kolmation im Feld zu erfassen und den Grad der Kolmation zu quantifizieren. Gegenwärtig konzentrieren wir uns auf die Analyse von Kolmationszonen und darauf, wie unerwünschte ökologische Verschlechterungen von Flusssystemen aufgrund von Kolmationsprozessen verhindert werden können.

Das Sedimenttransportkontinuum eines Fließgewässers wird durch Stauanlagen unterbrochen. Im Rückstau von Dämmen kommt es deshalb zu Sedimentablagerungen und Verlandungsprozessen. Die Untersuchung von Verlandungsprozessen in Stauräumen und die damit verbundene Problematik stellt einen weiteren Forschungsschwerpunkt dar. Neben anwendungsorientierten Arbeiten (messtechnische Erfassung und numerische Simulationen) fokussiert sich unsere Grundlagenforschung auf die Sedimentdynamik kohäsiver Sedimente. Die oftmals auftretende organische Besiedelung von Sedimenten (z.B. durch Algen oder Biofilme) und deren Wirkung auf das Transportverhalten wird in interdisziplinären Projekten zusammen mit Biolog*-innen untersucht. Unsere selbstentwickelten labortechnischen Methoden zur Erfassung der Transporteigenschaften von Feinsedimenten (unsere SETEG-Rinne) und in-situ Verfahren tragen zum besseren Systemverständnis und Weiterentwicklung numerischer Berechnungsansätze bei.

Gemäß der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) ist das Erreichen eines guten ökologischen Zustands Ziel für alle Fließgewässer in Europa. Ein elementarer Baustein zur Verwirklichung dieses Ziels ist die Wiederherstellung natürlicher morphodynamischer Funktionen. Unsere anwendungsorientierte Forschung befasst sich mit hydromorphodynamischen und ökologischen Defizitanalyse von Gewässern. Darauf aufbauend entwickeln und optimieren wir in interdisziplinären Kooperationen Gewässergestaltungsmaßnahmen. Über zweidimensionale (2D), hydro-morphodynamische und numerische Modelle hinaus verwenden wir eigene Software und Open-Source-gestützte Python-Programme, um den ökologischen Zustand von Gewässern zu analysieren und angemessene naturnahe Bauweisen zielführend zu implementieren

Eine möglichst exakte Prognose von klein- und großskaligen Ausuferungsprozessen während Hochwasserereignissen ist Grundlage für die Planung eines nachhaltigen und effektiven Hochwasserschutzes. Um dem Ziel eines integrierten Hochwassermanagements nachzukommen, führen wir in anwendungsorientierten Projekten numerische Modellierungen durch. Die Ergebnisse zeigen Überflutungsflächen, -höhen und -dauer sowie Fließgeschwindigkeiten zur Beurteilung der Hochwasserintensität und des Gefährdungsrisikos an. Diese hydrodynamisch-numerische Modellierung erlaubt sowohl die Bewertung von baulichen Maßnahmen als auch die Simulation und Evaluierung von Szenarien zur Reaktivierung von Retentionsflächen und Auenlandschaften. Unser Portfolio beinhaltet auch die Durchführung physikalischer Modellversuche um detaillierte Ausführungsvarianten für nachhaltige und ökologisch verträgliche Hochwasserschutzmaßnahmen erarbeiten.

Projekte

Titel Beschreibung
AMSTEL Akkumulation von Mikroplastik in Speichern und Stauhaltungen - Eine unterschätzte Gefahr? Laufzeit: 01.04.2020 bis 30.09.2022
Abteilung: LWW, VA
AMSTEL Akkumulation von Mikroplastik in Speichern und Stauhaltungen - Eine unterschätzte Gefahr? Laufzeit: 01.04.2020 bis 30.09.2022
Abteilung: LWW, VA
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
Bewertung von Sedimenttransportraten in den Wadis eines Golfstaates Laufzeit: 15.09.2018 - 31.03.2019
Abteilung: LWW
CHARM - CHAllenges of Reservoir Management - Meeting Environmental and Social Requirements Laufzeit: 01.01.2016 bis 31.12.2020
Abteilung: LWW/VA
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
EU-Project: Augmenting grid stability through Low-head Pumped Hydro Energy Utilization & Storage (ALPHEUS) Laufzeit: 01.04.2020 bis 31.03.2024
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
Evaluating sediment Delivery Impacts on Reservoirs in changing climaTe and society across scales and sectors (DIRT-X) Laufzeit: 01.09.2019 – 31.08.2022
Abteilung: LWW
Experimentelle Untersuchung der Sedimentstabilität in Stauräumen an der Rhône Laufzeit: Von 19.05.2019 bis 19.12.2019
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
Modellversuch zum Durchlassbauwerk des Hochwasserrückhaltebeckens Urbach/Schorndorf (HRB5) Laufzeit: 01.12.2018 bis 31.10.2019
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
Untersuchung von 3D Feststofftransportmodellen von Fließgewässern und Speichern Laufzeit: 01.11.2016 bis 30.10.2020
Abteilung: LWW
Untersuchungen zum Resuspensionsrisiko von Sedimentablagerungen in ausgewählten Staustufen des Rheingebietes Laufzeit: 01.03.2000 bis 31.10.2003
Abteilung: VA
Using high spatio-temporal resolution measurements to determine functional relationships between cohesive sediment erosion and sediment properties Laufzeit von 01.11.2016 bis 31.12.2020 Abteilung: LWW/VA
Voruntersuchungen zum Erosionsvorgang von künstlich hergestellten Tonmischungen Laufzeit: 01.05.2017 bis 31.12.2017
Abteilung: LWW
Wasserbauliche Modellversuche zur Steuerung eines Hochwasserrückhaltebeckens im Remstal Laufzeit: 01.01.2019
Abteilung: LWW/VA
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
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