02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
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Item Open Access Introduction to air-water flows(1991) Kobus, HelmutFor many hydraulic structures, safe operation can only be achieved if not only the characteristics of the water flow are considered, but due attention is also given to the simultaneous movement of air in the system. Although the difference in specific weight of air and water is so large that they are usually well separated by a sharp interface, a number of flow configurations lead to an intensive mixing across this surface. This process is called air entrainment. Consideration of the effects of entrained air upon water flow may be essential to provide for the safe operation of a hydraulic structure.Item Open Access An example of a combined discharge-control and aeration structure(1983) Kobus, Helmut; Westrich, BernhardThe design of a hydraulic structure in a cooling water circuit is described which serves the dual purpose of controlling the water levels in the system upstream and of providing a maximum oxygen uptake without discharging large amounts of air into the subsequent pressure duct in order to avoid blow-out problems.Item Open Access Numerische Modellierung des großräumigen Wärme- und Schadstofftransports im Grundwasser : Forschungsprogramm und Bedeutung für die Praxis(1992) Kobus, HelmutDie Planung wasserwirtschaftlicher Maßnahmen zum Grundwasserschutz setzt Kenntnisse über Ausbreitungs- und Transportvorgänge im Untergrund voraus. Eine interdisziplinäre Forschergruppe hat sich deshalb das Ziel gesetzt, Berechnungsgrundlagen für den Transport von Wärme und Inhaltsstoffen in Grundwasserleitern zu erarbeiten und diese an Fallbeispielen für die Anwendungsbereiche Wärme, leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe und Nitrat zu erproben. Die Forschungsarbeiten wurden in sechs Teilprojekten an den Universitäten Stuttgart, Hohenheim und Karlsruhe durchgeführt und durch drei stoffbezogene Fallstudien ergänzt. Primäres Ziel war die Entwicklung und Erprobung anwendungsorientierter numerischer Modelle für Strömungs- und Transportvorgänge im natürlichen Untergrund, welche mit der Art der verfügbaren Naturdaten kompatibel sind. Die Modellarbeiten wurden durch entsprechende Entwicklungen der Meß- und Erkundungstechnik ergänzt. Die Erkenntnisse aus den Forschungsarbeiten liefern Aussagen zur Einsatzfähigkeit von Transportmodellen im Grundwasserschutz und beleuchten deren Rolle als Entscheidungshilfe in der wasserwirtschaftlichen Planung, bei der Beurteilung von Grundwasserverunreinigungen und bei der Erstellung von Sanierungs- und Bewirtschaftungskonzepten.Item Open Access Quantitative evaluation of clogging phenomena in river beds(1982) Geldner, Peter; Kobus, HelmutClogging phenomena in rivers are of extremely complex nature, and a development of a clogging layer depends on a large variety of influences. In this paper a quantitative approach for the evaluation of a defined hydrodynamic clogging parameter is presented. This approach is based on the inverse use of type curves representing characteristics of the interaction between surface water bodies and the aquifer. The method is applied to field data of discharge measured in seepage ditches at levee protected sites. Since conventional approaches are limited to the assumption of quasi-steady-state flow, a stochastic method for the evaluation of time-variable hydrographs is also outlined.Item Open Access Hydrologische und hydraulische Entwurfsgrundlagen und Bemessungsrichtlinien : Vorwort zum Sonderheft(1988) Kobus, HelmutAm 21. Juli 1987 fand an der Universität Stuttgart eine Vortragsveranstaltung statt, die sich mit den hydrologischen und hydraulischen Aspekten der Sicherheit von Stauanlagen befaßte. Das Sonderheft der WASSERWIRTSCHAFT enthält die Beiträge dieser Veranstaltung, welche vom Ministerium für Umwelt Baden-Württemberg gemeinsam mit dem Institut für Wasserbau der Universität Stuttgart ausgerichtet und vom Lehrstuhl für Technische Hydromechanik und Wasserbauliches Versuchswesen organisatorisch betreut wurde.Item Open Access Berechnungsgrundlagen für Wärmeausbreitung und -transport im Grundwasser(1983) Kobus, HelmutEs wird ein Überblick über die Berechnungsgrundlagen zur Erfassung von Wärmeausbreitungsvorgängen im Untergrund gegeben. Für anthropogene Wärmeeinleitungen werden die wesentlichen Einflußgrößen identifiziert. Die für die Ausbildung einer Temperaturanomalie maßgeblichen Transportmechanismen werden beschrieben. Anhand der Beschreibungsgleichungen für die Grundwasserströmung und den Wärmetransport wird deutlich, daß es sich hierbei um gekoppelte Prozesse handelt, deren simultane Lösung von komplexer Natur ist. Mit der Zielsetzung, praktikable Ingenieurlösungen zu erarbeiten, wird deshalb eine konzeptionelle Gliederung in einen Nahbereich, in dem Auftriebseffekte dominieren, einen Zwischenbereich mit Temperaturschichtungen und einen Fernbereich vorgenommen. Es werden Forschungsergebnisse von Untersuchungen im Nahfeld vorgestellt, die eine Eingrenzung der Auftriebseffekte ermöglichen. Für die Behandlung der großräumigen Temperaturausbreitung wird das Verweilzeitenkonzept herangezogen, mit dessen Hilfe die Temperaturanomalie näherungsweise berechnet werden kann, sofern die vertikalen Wärmeaustauschvorgänge mit der Atmosphäre hinreichend genau erfaßt werden können. Für einzelne Einleitungen lassen sich Näherungslösungen für Planungszwecke angeben. Erstrebenswertes Ziel ist es, regionale Wärmebilanzmodelle für Grundwasserleiter zu erstellen, die als Planungshilfe bei der Bewirtschaftung der Grundwasservorräte unter Berücksichtigung der vorrangigen Belange der Trinkwasserversorgung eingesetzt werden können.Item Open Access Zur Problematik der Erfassung des künstlichen Sauerstoffeintrags(1980) Kobus, HelmutDie starke Schmutzstoff- und Wärmebelastung der Fließgewässer in dicht besiedelten und hochindustrialisierten Ländern führt häufig zu erheblichen Störungen im Sauerstoffhaushalt. Es ist daher notwendig, Maßnahmen zur Erhaltung zufriedenstellender Sauerstoffverhältnisse in Oberflächengewässern zu ergreifen. Hierfür kommt in erster Linie eine Verminderung der eingeleiteten Schmutzstoffe durch Abwasserreinigungsmaßnahmen in Frage: allerdings läßt sich eine bestimmte Restbelastung mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nie ganz vermeiden. In solchen Fällen haben sich Maßnahmen zur künstlichen Sauerstoffanreicherung als sehr nützlich erwiesen. Bei der Erforschung des künstlichen Sauerstoffeintrags sind Laborversuche und Naturmessungen gleichermaßen unerläßlich. Der Ausschuß "Wasserbauliches Versuchs- und Meßwesen" hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Fachleute auf dem Gebiet des Wasserbaulichen Versuchswesens einerseits und des Naturmeßwesens andererseits zusammenzuführen und die einschlägigen neueren Ergebnisse vorzustellen.Item Open Access Beeinflussung der Grundwassertemperatur durch Wärmeentzug und Wärmeeintrag : theoretische Grundlagen(1983) Kobus, HelmutWärmepumpen sind eine Möglichkeit, die im Untergrund gespeicherte Umgebungswärme zu nutzen und so einen Beitrag zur Einsparung von Primärenergie zu leisten. Überlegungen zur thermischen Nutzung des Grundwassers müssen sich an den vorrangigen Belangen der Trinkwasserversorgung orientieren. Einer energiewirtschaftlich sicher wünschenswerten Ausweitung des Einsatzes von Wärmepumpen steht auch entgegen, daß die zu erwartenden Veränderungen der Temperaturen im Grundwasserleiter durch den Betrieb der Anlage noch nicht mit genügender Sicherheit beurteilt werden können. Dieser Frage ist der vorliegende Beitrag gewidmet. Es werden die theoretischen Grundlagen der Wärmeausbreitung im Untergrund angesprochen und der derzeitige Wissensstand über die Entwicklung der Temperaturanomalie im Bereich einer Warm- oder Kaltwassereinleitung dargelegt.Item Open Access Strömungsmechanische Grundlagen des Transports der Halogenkohlenwasserstoffe im Grundwasserleiter : Maßnahmen zur Erfassung des verunreinigten Wassers(1981) Kobus, HelmutWenn immer das Auftreten von Halogenkohlenwasserstoffen in Grundwässern beobachtet wird, stellt sich dem Ingenieur die Frage, in welcher Richtung und mit welcher Geschwindigkeit solche Stoffe im Grundwasserleiter transportiert werden und insbesondere, nach welcher Zeit möglicherweise Trinkwasserversorgungsanlagen in welchem Ausmaße von einer solchen Verunreinigung betroffen sind. Zur Beantwortung dieser Fragen ist es notwendig, sich mit dem Strömungstransport von Halogenkohlenwasserstoffen in einem Grundwasserleiter unter gegebenen geologischen und hydrologischen Bedingungen näher zu befassen. Man muß die grundlegenden Transportmechanismen verstehen und quantitativ erfassen, wenn man zu quantitativen Prognosen über den Transport von Halogenkohlenwasserstoffen im Grundwasser kommen will. Modellrechnungen zur zeitlichen Entwicklung von Verunreinigungen im Grundwasserleiter sind nicht nur von Interesse für die Beurteilung zukünftiger Gefährdungen, sondern auch für Rückrechnungen auf Zeitpunkt und Ort einer Verschmutzung, sowie als Hilfsmittel zur Quantifizierung der zu erwartenden Auswirkungen baulicher oder hydraulischer Maßnahmen. Ich will deshalb im folgenden die maßgebenden Transportvorgänge beschreiben und auch die möglichen Abhilfemaßnahmen prinzipiell ansprechen.Item Open Access Effects of model configuration, flow conditions and scale in modelling spillway aeration grooves(1984) Koschitzky, Hans-Peter; Westrich, Bernhard; Kobus, HelmutThe hydraulic design of spillways, with high specific discharge usually requires model investigations. Whereas standard small-scale models are sufficient for the assessment of the general flow pattern, studies on cavitation control by means of aeration have to be conducted in detail models at considerably larger scales. Detail models of aeration grooves are studied in order to optimize the geometry and to determine the air entrainment of the grooves. The large model scale necessitates the use of models which represents only a small fraction of the width and length of the spillway. Such sectional models allow only an investigation of a single aeration groove in a given approach flow. This paper presents a hydraulic model study of the spillway of Laiban Dam on the Philippines, which is part of the Manila Water Supply Project III.