HIPPO - In-Situ Messsystem zur Bestimmung des Transportbeginns von Feinsedimenten

#Erosion #Sediment #kritische Fließgeschwindigkeit #Sohlenschubspannung #Stauhaltung #Reservoirmanagement
Foto des In-Situ Messsystems samt Laptop

Das HIPPO stellt ein modular einsetzbares In-situ Messsystem zur zuverlässigen Bestimmung des Erosionsbeginns (Schwellenwert der kritischen Fließgeschwindigkeit) von Feinsedimenten (dm < 2 mm) in Stauseen und Flüssen dar.

Natürliche Gewässersysteme sind aufgrund von Sedimentbewegungen in ständiger Umgestaltung. Zur Bewertung der morphodynamischen Prozesse ist neben der Betrachtung des Sedimentationsverhaltens auch die Untersuchung einer möglichen Remobilisierung der an der Sohle abgelagerten (Fein-) Sedimente von Bedeutung.

Diesbezüglich kann das entwickelte Messsystem HIPPO (Hydro-morphological Investigation of Riverbed Particle Performance On-site) zur Erfassung belastbarer kritischer Strömungsgeschwindigkeiten resp. kritischer Schubspannungen für die betroffenen Sedimentablagerungen eingesetzt werden. Das Messsystem besteht aus einem modular an die lokalen Begebenheiten anpassbarem Unterwasserströmungskanal, welcher auf die Gewässersohle aufgesetzt wird und einen fest definierten nach unten geöffneten Messquerschnitt besitzt. Dieser Kanal ist über ein Schlauchsystem an eine Pumpe angeschlossen, welche es ermöglicht mit einem Schieber sohlnah eine definierte Fließgeschwindigkeit zu induzieren, welche schrittweise erhöht wird. Diese wird punktuell mittig über dem Beprobungsfeld mit einem eingebauten Fließgeschwindigkeitsmessgerät (Akustik-Doppler Velocimeter) überwacht und zusätzlich visuell mit Kameras erfasst. Parallel wird die Trübung des abgesaugten Wassers kontinuierlich mit einem hinter die Pumpe geschalteten Trübungssensor gemessen. Auf Basis der gesammelten Daten kann so das Erosionsverhalten des beprobten Sediments bewertet werden. Insbesondere für kohäsive Sedimente stellen die so gemessenen Naturwerte einen deutlichen Mehrwert gegenüber gängigen Abschätzungen auf Basis nur teilweise bekannter Sohlparameter dar und können wiederum als Eingangs- bzw. Bewertungsgröße von numerischen Modellen dienen.

Wasser­ressource: Oberflächenwasser
Produkttyp:
  • Monitoring & Analytik
Anwendungs­sektor: Naturraum Wasser, Wasserwirtschaft
Fördermaßnahme: GRoW
Projekt: iWaGSS

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  • Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG),
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Dr.-Ing. Peter Oberle

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Karlsruhe
KIT- Karlsruher Institut für Technologie,
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