Hochwassersicherheit im Sarneraatal - Optimierung des Auslaufbauwerks eines Entlastungsstollens mittels 3D-CFD Modellierung

Mattias Deller, 16. Februar 2022

Hydraulische Untersuchung vom Auslaufbauwerk des Hochwasserentlastungsstollen aus dem Sarnersee in die Sarneraa

Ansicht von oben auf den Projektperimeter (ca. 330 x 30 Meter), abgebildet ist der Wasserspiegel eingefärbt nach den Fliessgeschwindigkeiten

Zur Gewährleistung der Hochwassersicherheit im Sarneraatal ist ein Hochwasserentlastungsstollen aus dem Sarnersee geplant. Der Stollen mündet unterhalb des Wichelsees in die Sarneraa. Am Ende des Hochwasserentlastungsstollens ist ein Auslaufbauwerk vorgesehen. Hier werden mittels Rollschützen die Entlastungswassermengen gesteuert. Am Ende des Bauwerks ist ein Tosbecken vorgesehen, in welchem die Energieumwandlung stattfindet. Nach dem Tosbecken fliesst das Wasser in die Sarneraa. Zwischen Wasserspiegel Sarnersee und Auslaufbauwerk liegt ein Wasserspiegelunterschied von ca. 20 m vor. Mittels 3D-CFD-Simulation wurde die Funktionsweise des Auslaufbauwerks untersucht und optimiert. Dabei wurden folgende Fragestellungen untersucht:

  • Position des Wechselsprunges und Energiedissipation im Tosbecken
  • Fliesszustände (Geschwindigkeiten, Wasserstände) im Tosbecken sowie in der Sarneraa bei unterschiedlichen Kombinationen von Stollenabfluss, Sarneraaabfluss und Schützstellungen
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Schnitt durch das rechte Schütz vom Hochwasserentlastungsstollen, eingefärbt nach Fliessgeschwindigkeiten.

Ansprechperson

Dr. Pirmin Philipp Ebner

Dr. Pirmin Philipp Ebner

MSc. Maschinenbau-Ing. ETH

Projektleiter

E-Mail:  pirmin.ebner@tkconsult.ch
Tel.: +41 (0) 44 288 81 89