In Zusammenarbeit von IWB mit der TU Dresden wurde durch Herrn Simon Seemüller eine Diplomarbeit zum Thema „3D-HN-Modellierung einer Pfeilersperre“ angefertigt.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden zuerst die Grundlagen für die Bemessung einer Wildholzsperre ermittelt. Die empirischen Formeln wurden verglichen und bewertet, um daraus einen Leitfaden für die Bemessung einer solchen Sperre ableiten zu können. Anschließend wurde ein dreidimensionales Modell der Pfeilersperre und des anschließenden Geländes erstellt. Weitere Sperrentypen sind Netzsperren, Schlitzsperren, Balkensperren und Rechensperren, die jedoch im Rahmen der Arbeit nicht untersucht wurden.

Anders als in der Praxis sonst üblich, wurde das Modell nicht zweidimensional hydronumerisch berechnet, sondern dreidimensional. Damit war es möglich, die Verklausung als dreidimensionalen Körper und nicht nur abstrahiert als „Wand“ vor der Sperre zu berücksichtigen. Mit dieser Methode konnten die hydraulischen Verhältnisse realistischer dargestellt werden. Im Ergebnis der Untersuchungen konnten potenzielle „Problemstellen“ und hydraulische Parameter relativ präzise ermittelt werden.

Eine Herausforderung bei der hydronumerischen Simulation bestand in der hierfür erforderlichen Rechenleistung. Für die Berechnung liefen mehrere Simulationen am Hochleistungsrechenzentrum der Technischen Universität Dresden (HRSK) auf bis zu 96 Prozessorkernen mit einer Berechnungszeit von bis zu 90 Stunden je Simulation. In der Auswertung der Arbeit wurden hauptsächlich Fließgeschwindigkeiten und Wasserstände für verschiedene Verklausungsszenarien bei einem 100-jährlichen Hochwasserereignis untersucht und miteinander verglichen. Die Geschwindigkeiten wurden dabei in den x-, y- und z-Richtung an der Sperre einzeln betrachtet. Für das Projekt konnten durch die Diplomarbeit zahlreiche Erkenntnisse für die statische Bemessung, das Aufstauverhalten sowie potenzielle Überschwemmungsflächen abgeleitet werden.

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