Numerische Simulation variabel gesättigter Strömungen in Dammbauwerken mit der Lattice-Boltzmann-Methode (LBM)

In dieser Arbeit wurde eine LBM für die 2-D- und 3-D-Richard-Gleichung implementiert und untersucht. Das Modell basiert auf Ableitungen und Ansätzen nach Ginzburg für die θ- und θ-h- Schreibweisen in Kombination mit den BCM- und VGM-Retentionsmodellen. Es wurde dabei anhand verschiedener Testfälle erfolgreich validiert. Simulationen von kleinskaligen und großskaligen Dammbauwerken führten zu guten Resultaten und waren über einen großen Parameterbereich hinweg stabil. Die θ-Schreibweise für homogene Dämme und das VGM-Modell zeigten hierbei ein stabileres Verhalten als die gemischte θ-h- Schreibweise und das BCM-Model. Die vorgestellte Methode ist auf realistische Geometrien anwendbar und scheint auch für praktische Ingenieursaufgaben geeignet. Zusätzliche Tests und Untersuchungen sollten jedoch in Hinblick auf realistische und komplexere Szenarien durchgeführt werden, um die Stärken und Schwächen des Verfahrens weiter zu evaluieren.

Weitere Verbesserungen des Modells könnten in der Berücksichtigung von numerischen Ansätzen höherer Ordnung liegen, der Durchführung von inneren Iterationen, der Berücksichtigung anisotroper Verhältnisse sowie der genaueren Abbildung von schrägen oder gekrümmten Berandungen. Um die Stabilität für heterogene Dämme zu verbessern könnte die Entwicklung einer Prozedur zum Wechseln der Variablen hilfreich sein, wobei die θ-h-Schreibweise in Gebieten mit wechselnden Materialeigenschaften verwendet wird und die θ-Schreibweisen in den übrigen Gebieten.

Als weitere Schritte sind die Kopplung mit einem Dammbruchmodell und die Integration in die kostenfreie Software BASEMENT geplant. Eine vorteilhafte Eigenschaft des Verfahrens ist dabei seine Eignung für komplexe und zeitlich veränderliche Geometrien aufgrund der Verwendung von Bounce- Back-Randbedingungen. Weiterhin lässt sich das System mit vergleichbar geringem Aufwand um eine Komponente für die Modellierung von 2-D- oder 3-D-Oberflächenströmungen erweitern. Dies stellt eine vielversprechende Methodik für gekoppelte Strömungsberechnungen innerhalb einer einheitlichen Modellierungsumgebung auf einem gemeinsamen Berechnungsgitter dar.

 

 

Folgen und Perspektiven für eine klimaschonende Nutzung kohlenstoffreicher Böden in der Küstenregion Niedersachsens
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Der Schutz von Mooren und somit kohlenstoffreicher Böden ist ein zentrales Element erfolgreicher Klimaschutzstrategien. Am Beispiel der Küstenregion Niedersachsens wird deutlich, welche sozioökonomischen Folgen eine Wiedervernässung ohne wirtschaftliche Nutzungsperspektiven nach sich ziehen kann. Eine transformative Moornutzung kann nur gelingen, wenn wissenschaftliche Erkenntnisse, politische Rahmenbedingungen, soziale Akzeptanz und ökonomische Realitäten ineinandergreifen.

Zur Berücksichtigung globaler Klimafolgen bei der Zulassung von Abfallentsorgungsanlagen
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Der Text untersucht, wie Klimafolgenprüfungen bei Deponien und Abfallanlagen rechtlich einzuordnen sind. Während das UVPG großräumige Klimaauswirkungen fordert, lehnt das BVerwG deren Prüfung im Immissionsschutzrecht ab. Daraus ergeben sich offene Fragen zur Zulassung und planerischen Abwägung von Deponien.

In-situ-Erhebung der Schädigung von Fischen beim Durchgang großer Kaplan-Turbinen
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Schädigungen der heimischen Fischarten Aitel, Nase und Äsche bei der Turbinenpassage wurde mittels HI-Z-Tags an zwei mittelgroßen Laufkraftwerken untersucht. Bei juvenilen Fischen wurden Überlebensraten (48 h) zwischen 87 % und 94 % gefunden, bei den adulten Fischen zwischen 75 % und 90 %. Die geringeren Schädigungen am Murkraftwerk im Vergleich zum Draukraftwerk können plausibel durch eine geringere Zahl an Turbinenflügeln (vier statt fünf), eine geringere Fallhöhe und eine etwas langsamer laufende Turbine erklärt werden.

 

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