Universität Stuttgart
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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 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 Erosion durch einen pulsierenden Strahl(1973) Kobus, Helmut; Westrich, BernhardDie Erosion eines Sandbettes durch tiefgetauchte Strahlen unterschiedlicher Pulsationscharakteristik ist ein außerordentlich komplexer Vorgang. Es wurde daher im Sinne des Forschungsprojektes für sinnvoll und zweckmäßig gehalten, in einer ersten Versuchsreihe die Erosion durch einen kontinuierlichen Strahl als Grenzfall eines pulsierenden Strahles mit verschwindender Pulsation zu untersuchen. Die Ergebnisse der Untersuchungen mit kontinuierlichen Strahlen sind zum allgemeinen Verständnis des Erosionsvorganges unerläßlich und dienen gleichzeitig als Vergleichswerte für die Ergebnisse mit pulsierenden Strahlen.Item Open Access Wachstumsgrenzen durch Energieknappheit oder Energienutzung?(1986) Voß, AlfredEs wird der grundsätzlichen Frage nachgegangen, ob Energie in einer langfristigen Perspektive ein wachstumsbegrenzender Faktor für die Entwicklung des Weltsystems sein kann. In diesem Zusammenhang geht es zum einen um die Frage, ob wir für eine wachsende Weltbevölkerung ausreichend Energie für ein menschenwürdiges Leben bereitstellen können und zum anderen um die Frage, ob die unerwünschten Nebeneffekte des Energieeinsatzes, z.B. die Schadstoffbelastung der Luft, eine weitere Zunahme des Energieeinsatzes begrenzen. Obwohl die Energiefragen im Vordergrund stehen werden, sollen diese nicht isoliert diskutiert sondern integriert werden in eine allgemeinere Diskussion der globalen, langfristigen Wachstumsproblematik. Dabei wird die These vertreten, daß die oft beschworene Erschöpfung der materiellen Ressourcen oder die begrenzte Belastbarkeit des Öko-Systems mit dem eigentlichen langfristigen Wachstumsproblem, also mit der Frage nach den Grenzen des Wachstums, nur wenig zu tun haben.Item Open Access Einfluss stationärer und pulsierender Strahlen auf die Erosion eines Sandbettes(1977) Kobus, HelmutErodierbare Sohlen, die Strahlströmungen ausgesetzt sind, können erhebliche Verformung, Auflockerung und Zerstörung erfahren. So können beispielsweise Schiffspropellerstrahlen Gewässersohlen in unerwünschtem Maße angreifen, andererseits ist die Erosionswirkung energiereicher Strahlen in der Naßbaggertechnik zur Auflockerung und Zerstörung feinkörniger Böden geradezu erwünscht. Zur Abschätzung und Beurteilung der Erosionswirkung von Strahlströmungen, welche in der Praxis periodische Geschwindigkeitsschwankungen aufweisen können, ist es unerläßlich, sowohl die Erosionswirkung als auch die Strömungsverhältnisse genau zu kennen. Deshalb wurde im Rahmen des Teilproiekts B2 die Erosionswirkung eines auf ein gleichförmiges Sandbett auftreffenden tiefgetauchten Strahls im Wassermodell quantifiziert, und zudem wurde in einem Luftmodell das Strömungsfeld eines auf eine ebene, rauhe Wand auftreffenden Prallstrahls ohne und mit Pulsation experimentell untersucht. Die Ergebnisse sollen zur Klärung der Ursachen für die erhöhte Erosionswirkung pulsierender Strahlen dienen und gleichzeitig einen Beitrag zur Erforschung der Zusammenhänge zwischen periodischen und stochastischen Schwankungsbewegungen leisten.Item Open Access Abschätzung der technischen und wirtschaftlichen Kohlendioxid-Reduktionsmöglichkeiten durch eine verstärkte Nutzung kohlenstoffarmer Energieträger in der Bundesrepublik Deutschland : Studie A.3.2(1990) Fahl, Ulrich; Voß, AlfredDa die bei der Verbrennung freigesetzten spezifischen CO2-Emissionen für die verschiedenen fossilen Energieträger unterschiedlich sind, besteht folglich die Möglichkeit, durch eine Substitution unter den fossilen Energieträgern die Gesamtemission an CO2 zu verändern. Im Rahmen des Studienschwerpunktes A.3.2 des Studienprogramms der Enquete-Kommission Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre sollen diese Möglichkeiten analysiert werden, indem die daraus resultierenden CO2-Minderungspotentiale, die bei der Substitution entstehenden Kosten und die Effizienz der Maßnahmen ermittelt werden. Die Blickrichtung der Analyse ist dahingehend formuliert, daß die Substitutionsmöglichkeiten - von Braunkohle durch Steinkohle, Mineralöle und Gas, - von Steinkohle durch Mineralöle und Gas, - von Mineralölen durch Gas untersucht werden sollen.Item Open Access Local aeration characteristics(1973) Kobus, Helmut; Renner, JoachimFree-surface flow conditions generating air-water mixtures can be categorized broadly into flow configurations causing ambient surface aeration - such as high-speed open channel flows or jets, which have been treated in the previous chapters - and those giving rise to local aeration. The basic difference between the two types of flow is the fact that in local aeration processes the transport capacity of the flow may drastically differ from its local entrainment capacity, whereas these capacities are always balanced in fully developed flows of ambient surface aeration. In local surface aeration, air may be entrained due to a local disturbance of the free surface at a rate completely independent of the transport capacity: the latter is only of importance with regard to the question how far and for how long the air is kept in suspension.Item Open Access River models for transport of matter and heat(1980) Kobus, Helmut; Grimm-Strele, JostInsufficient quality of water-supply may become the imiting factor for growth and development particularly in highly industrialized regions. A deterioration of water quality may result, aside from natural sources, from excessive municipal or industrial waste-water or cooling water discharges. Assessment of the environmental impact of such discharges requires adequate knowledge of the mixing and transport processes to which the introduced substances are subjected. Such phenomena are investigated in hydraulic models. A decisive distinction between mixing- and conventional models is the requirement to simulate turbulent transport processes correctly, which necessitates an exact reproduction of the local velocity distribution in the model. This results in more sophisticated requirements for model similarity. The main task of mixing models including intake- or outlet structures is usually the determination of the effluent concentration field in the water body, which is a prerequisite for the evaluation of possible negative consequences on the river ecology and on other water users located downstream. The model experiment gives answers to the question of how changes in the design of the outlet structure can influence the mixing pattern. Such questions are primarily important for large rivers and reservoirs, where incomplete mixing and stratification are likely to occur. For small rivers or creeks, the main problem is longitudinal dispersion, since cross-sectional mixing is quickly achieved because of the large ratio of effluent- to river flow rate. Similarly, the effect of very small waste-water discharges is easily evaluated as long as they do not produce a noticeable disturbance of the river flow.Item Open Access Hydraulische Möglichkeiten zur Grundwassersanierung im Bereich von Altablagerungen(1983) Kobus, Helmut; Rinnert, BerndEine moderne Industriegesellschaft wie die der Bundesrepublik Deutschland benötigt neben einer Vielzahl von Grundstoffen vor allem auch eine ausreichende Versorgung mit qualitativ hochwertigem Wasser sowohl für industrielle Zwecke als auch für die Trinkwasserversorgung. Wegen der starken Verschmutzung der meisten Oberflächengewässer wird hierzu vorrangig auf die vorhandenen Grundwasserreserven zurückgegriffen. Aus der zunehmenden Raumnutzung resultiert jedoch auch eine wachsende Gefährdung der Grundwasserbeschaffenheit. Gerade in industriellen Ballungsgebieten werden immer häufiger Fälle von Grundwasserverschmutzung festgestellt. Neben der Verschmutzung durch industrielle Einleiter wird das Grundwasser vor allem durch das Eindringen von Schadstoffen aus .Ablagerungen gefährdet. Eine besondere Gefahr geht dabei von den Altablagerungen sowie den sogenannten "wilden" Müllkippen aus. Im Gegensatz zum Abfallbeseitigungsverfahren "Geordnete Deponie", bei dem mit großem technischem Aufwand ein Eindringen von Schadstoffen in den Grundwasserleiter weitgehend verhindert wird, fehlen bei Altablagerungen häufig und bei "wilden" Ablagerungen in der Regel bauliche oder hydraulische Maßnahmen zum Schutz des Grundwassers. Dadurch können über viele Jahrzehnte Schad- oder Giftstoffe kontinuierlich in den Grundwasserleiter gelangen und so zu einer stetig wachsenden Kontaminierung der Grundwasservorkommen führen.Item Open Access Energie und Umwelt: was kann Technikfolgenabschätzung leisten?(1994) Voß, Alfred; Friedrich, RainerDie Umwelt- und Klimawirkungen der Energienutzung, die Risiken einzelner Energietechniken, die gesamtwirtschaftlichen Konsequenzen des Verzichts auf eine Energieoption, aber auch die sozialen und gesellschaftlichen Wirkungen von Energietechniken stehen seit fast zwei Jahrzehnten im Zentrum der energie- und gesellschaftspolitischen Diskussion und verdeutlichen den hier bestehenden Bedarf fundierter Technikfolgenforschung und Technikfolgenabschätzung als Grundlage einer rationalen Technikbewertung. Einige wenige Beispiele sollen die Bedeutung der Energieumwandlung bei der Entstehung von Umweltbelastungen verdeutlichen.