Universität Stuttgart
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Item Open Access Relating hydraulics and ecological processes(1991) Hjorth, Peder; Kobus, Helmut; Nachtnebel, Hans Peter; Nottage, Albert; Robarts, RichardAny major modification of the hydraulic system results with some retardation in a response of the ecosystem trying to adapt to the new conditions. It is difficult to imagine situations where hydraulics and ecosystems are not related. Thus, harmonizing hydraulics with ecology means to identify alternative hydraulic measures which yield simultaneously economic benefits and improvement, preservation or at least a best fit of the environmental situation. Often, these objectives are subjected to an inherent conflict and therefore harmonizing is dependent on the preference structure of the modern society, which is inclined to sustainable development. The objective of this chapter is to develop a framework (methodology) which might assist in relating hydraulics and ecology with respect to specific goals under site and problem dependent constraints.Item Open Access Hydraulics and design of spillway aerators for cavitation prevention in high speed flows(1988) Koschitzky, Hans-Peter; Kobus, HelmutThe controlling factors for spillway aeration are discussed in view of their relevance to the design of aerators. The air entrainment results from the interaction of the water flow and the air flow in the supply system. An empirical two dimensional air entrainment function for various aerator geometries is presented. The subatmospheric pressure distribution in the aerator is calculated by an iterative method. The combination of both yields the total air entrainment rate. The air entrainment leads to an increase of the water flow velocity.Item Open Access On the problem of apparent mass (E3) : discussion(1970) Kobus, HelmutThe author has developed a method for calculating the added-mass coefficient λ e for vibrating structures which yields results in close agreement with experiments. The following comments do not refer to the method of calculation, but rather to the remarks about the similarity aspects of modelling vibrating structures.Item Open Access Mass transport in an artificial heterogeneous aquifer : experiments and numerical modelling(1989) Schäfer, Gerhard; Kobus, HelmutIn order to generate a data base for the numerical study of dispersion processes in a well defined heterogeneous porous medium, a laboratory tank of 14 m in length, 0,5 m in height and 0.13 m in width has been constructed, which is composed of 81 different elements of exactly known geometry and hydraulic properties. In dispersion experiments using salt as tracer, breakthrough curves are observed at 80 points in 8 vertical sections. A comparison of three types of numerical models with the experimental data shows how well the models of various complexity describe the advection and dispersion processes and how in these cases the various dispersion parameters depend upon the models used.Item Open Access Das "PWAB-Testfeld Wasser und Boden"(1988) Kobus, HelmutDer Gedanke, ein Naturmeßfeld für die Boden- und Grundwasserforschung einzurichten, entstand im Jahr 1986 im Projektrat des PWAB. Einerseits kann anwendungsorientierte Forschung nicht auf den gezielten Feldversuch verzichten, welcher die Grundlagenforschung im Labor und am Computer ergänzt und verifiziert; andererseits sind Naturmessungen stets sehr aufwendig und dadurch geprägt, daß stets nur ein Bruchteil der zahlreichen Einflußgrößen und Randbedingungen meßtechnisch erfaßt und berücksichtigt werden kann. Dies legte den Gedanken nahe, die Forschungsinteressen der verschiedenen Disziplinen zu bündeln und ein geeignetes Naturmeßfeld ausfindig zu machen, in dem an ein und demselben Standort unterschiedliche Forschungsvorhaben in gegenseitiger Abstimmung und Ergänzung durchgeführt werden können.Item Open Access Hydraulische Aspekte des Grundwasserschutzes(1978) Kobus, HelmutSchutz des Grundwassers vor Verunreinigungen bedeutet zunächst und in erster Linie das Freihalten des Grundwasserleiters von Schadstoffeinleitungen. Allerdings wird es auch bei noch so hohem technischem Aufwand nie möglich sein, das Eindringen von Schadstoffen in das Grundwasser gänzlich zu verhindern. Wasserinhaltsstoffe, die durch Einsickerung des Niederschlags, über Schluckbrunnen oder aus Oberflächengewässern in das Grundwasser gelangen, werden dort von der Strömung mittransportiert. Will man daher die Qualitätsbeeinträchtigung des Grundwassers durch Schadstoffe erfassen und beherrschen, dann muß man die hydraulischen Gesetzmässigkeiten des Transports von Wasserinhaltsstoffen im Grundwasserleiter kennen.Item Open Access Evaluation of groundwater sampling techniques for the investigation and monitoring of contaminated sites(1990) Teutsch, Georg; Barczewski, Baldur; Kobus, HelmutThe collection of representative groundwater samples is an essential prerequisite in hydrogeological site evaluation and groundwater monitoring. Erroneous or insufficent sampling may lead to wrong conclusions, possibly causing considerable health and/or financial risks, especially in respect to the assessment of contaminated sites. The collection of representative water samples therefore requires the use of appropriate sampling techniques, taking into account the prevailing aquifer conditions, the borehole hydraulics and the chemical parameters to be investigated. Consequently, the definition of the most suitable sampling equipment should be based on multiple criteria. In general these are the changing temperature and pressure conditions and the contact of the water with non-inert materials, which may affect the chemical integrity of the sample during the drilling of the well, the withdrawal and pumping of the water to the ground surface as well as the storage and transport to the laboratory. The major factors have to be investigated and quantified in order to minimize all undesired effects. In this paper the major influencing factors are discussed. Furthermore, an evaluation of various sampling techniques and sampling systems is presented. Special consideration is given to the ability of various systems to adequately sample groundwater with high organic loads. In the last section, some new sample system developments are briefly presented together with the expert system CASES, which was developed at the Stuttgart Institut für Wasserbau.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 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 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.