Universität Stuttgart
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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 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 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.Item Open Access Hydraulik von Abflussmessbauwerken(1983) Kobus, HelmutAbflußmeßbauwerke dienen primär dem Zweck, an einem Querschnitt des Gewässers eine eindeutige, zeitlich konstante Beziehung zwischen Wasserstand und Abfluß herzustellen, so daß aus einer einfachen Wasserstandsmessung der jeweilige Abfluß ermittelt werden kann. Ziel der vorliegenden Ausführungen ist es, die hydraulische Funktion dieser Meßbauwerken in zusammenfassender und systematischer Form darzustellen; hierbei beschränken sich die nachfolgenden Ausführungen auf die grundlegenden hydromechanischen Zusammenhänge.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 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.