Universität Stuttgart
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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 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 Contamination des eaux souterraines par les nitrates : recherches et applications dans le cadre de la coopération franco-allemande(1990) Laigle, Dominique; Kugler, Jean; Kobus, Helmut; Zilliox, LothaireCet article est une synthèse du colloque organisé à Stuttgart en octobre 1988 autour du thème: "Contamination des eaux souterraines par les nitrates". Ce congrès, inscrit dans le cadre de la coopération franco-allemande, s'est tenu le 6 octobre dans les locaux de l'Université de Stuttgart. Il faisait suite à l'atelier/workshop franco-allemand organisé les 25 et 26 septembre 1986 à Colmar sur le thème: "Pollution des eaux souterraines par les nitrates- sites expérimentaux, métrologie, modélisation". Il a été suivi le 7 octobre 1988 par une réunion restreinte dont le but était d'étendre le débat à la contamination des eaux souterraines par les produits phytosanitaires et à la problématique du stockage et de l'épandage rationnel de lisiers et de boues de stations d'épuration. Dans les discussions ont été intégrés divers thèmes tels que celui des périmètres de protection des captages d'eau potable et ceux relatifs aux programmes futurs de coopération.Item Open Access Kapitel 7, Stofftransport im Grundwasser(1987) Kobus, Helmut; Geldner, PeterDie Nutzung des Grundwassers ist in der BRD vorranging der Trinkwasserversorgung vorbehalten. Die Zielvorstellung der Wasserversorgung ist es, Grundwasser möglichst naturbelassen und ohne Aufbereitung als Trinkwasser abzugeben. Hieraus resultiert die ungeschriebene Forderung, daß der Rohstoff Grundwasser die Qualitätsanforderungen an Trinkwasser erfüllen soll. Eine vorrangige Aufgabe der Grundwasserwirtschaft ist darin zu sehen, anthropogene Beeinträchtigungen der Grundwasserqualität zu erfassen und zu beurteilen. Die Frage nach den Auswirkungen von Schadensfällen setzt das Verständnis des Transports von Schadstoffen im Untergrund voraus. Dies ist umso wichtiger, wenn wasserwirtschaftliche Maßnahmen zur Schadensbegrenzung oder Schadensanierung geplant werden.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 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 Strömungsmechanische Probleme bei der Kühlwasserführung in Kernkraftwerken(1979) Kobus, Helmut; Naudascher, Eduard; Richter, Andreas; Westrich, BernhardDie hydraulischen Probleme beim Entwurf der Bauwerke im druckfreien Teil des Kühlwasserkreislaufs (Entnahme- und Verteilerbauwerk, Kraftschlußbecken, Kühltasse) werden beschrieben. Es werden die Anforderungen an die hydraulische Leistungsfähigkeit des Kühlsystems zur Realisierung von Frischwasser-, Ablauf-, Kreislauf- und Mischkühlung skizziert, sowie versuchstechnische und numerische Lösungsmöglichkeiten an Hand ausgeführter repräsentativer Untersuchungen an bestehenden und geplanten Kraftwerken aufgezeigt.Item Open Access Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung : Konzeption und Programmrahmen(1993) Kobus, Helmut; Cirpka, Olaf; Barczewski, Baldur; Koschitzky, Hans-PeterDas Konzept VEGAS (Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung) hat die Optimierung existierender und die Entwicklung neuer, verbesserter in-situ Sanierungsverfahren und Erkundungstechniken zum Ziel. In einer Versuchshalle mit mehreren großdimensionalen Versuchsständen werden Ausbreitungs- und Sanierungsexperimente mit umweltrelevanten Schadstoffen unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. Als Einrichtung der begleitenden Forschung zur Grundwasser- und Altlastensanierung ermöglicht es VEGAS, parallel zu Labor- bzw. Feldversuchen physikalische, chemische und mikrobiologische Sanierungsverfahren unter naturnahen Bedingungen (Verweilzeiten, heterogener Untergrund) wissenschaftlich zu untersuchen, Sanierungserfolge mit begrenztem Aufwand vorherzusagen und neue Behandlungsverfahren ohne Risiko einer Kontaminationsverlagerung praxisnah zu erproben. VEGAS liefert damit einen wesentlichen Beitrag zur Neu- und Weiterentwicklung qualifizierter Umwelttechnologien. Das vorliegende Mitteilungsheft enthält im ersten Teil eine Beschreibung der Konzeption und der technischen Ausstattung von VEGAS sowie im zweiten den Programmrahmen für Forschungsvorhaben in VEGAS.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.