Modell im Wasserbaulabor

Oberhalb der Stadt Oelsnitz/Erzgebirge im Ortsteil Neuwürschnitz (etwa 30 km südwestlich von Chemnitz gelegen) beabsichtigt die Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen (LTV) den Bau eines gesteuerten Hochwasserrückhaltebeckens (HRB) mit einem gewöhnlichen Hochwasserrückhalteraum von ca. 1 Mio. m³. Das Absperrbauwerk soll als Steinschüttdamm mit Asphaltbetonkerndichtung mit einer Kronenlänge von etwa 500 m ausgebildet werden und eine Höhe von 14 m besitzen. Im Einstaufall erfolgt die Regelung und Entleerung des Beckens durch zwei Betriebsauslässe, die in ein Massivbauwerk aus Stahlbeton im Bereich der Dammmitte integriert sind. Der untere Betriebsauslass liegt im Hauptgerinne auf der Gerinnesohle und stellt deshalb außerhalb der Hochwasserzeit (permanent geöffnet) die ungestörte Migration aquatischer Organismen und den Transport von Sedimenten sicher. Diese Kriterien werden durch die europäische Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) gefordert. Den oberen Abschluss der Stauwand bildet ein rundkroniger Überfall, der zur sicheren Ableitung extremer Hochwasser dient. Um den besonderen Randbedingungen gerecht zu werden, welche sich für die Gewährleistung der ökologischen Durchgängigkeit ergeben, wurde für die Energieumwandlungsanlage die Sonderkonstruktion einer Tosmulde gewählt.
Die EG-WRRL regt mit ihrer Forderung nach ökologischer Durchgängigkeit seit einigen Jahren die Entwicklung konstruktiver Lösungen an, mit denen ökologische und wasserbauliche Anforderungen in Einklang gebracht werden können. Bisher liegen insbesondere zu HRB mit einer Dammhöhe wie beim HRB Neuwürschnitz und höher wenige Erfahrungswerte vor. Deshalb bestehen bei Genehmigungsbehörden, Bauherren und Planern noch Unsicherheiten.
Im Zeitraum September 2010 bis April 2011 erfolgte unter der Projektleitung von apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Aigner im Hubert-Engels-Labor des Instituts für Wasserbau und Technische Hydromechanik (IWD) der TU Dresden durch Dipl.-Ing. Sophia Stoebenau und Dipl.-Ing. Holger Haufe die Untersuchung an einem physikalischen Modell im Maßstab 1:15.
Neben der Überprüfung der hydraulischen Leistungsfähigkeit aller Anlagenteile, wurden drei Abflusszustände untersucht, für die jeweils die Strömungseffekte, Fließgeschwindigkeiten und Wasserstände aufgenommen wurden. Diese Ergebnisse erlaubten eine Bewertung der Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit der Stauanlage und gaben Hinweise auf die Belastungsgrößen einzelner Anlagenteile und damit auf deren konstruktive Ausbildung.
Im Rahmen der Untersuchungen des ursprünglichen Planungszustands wurde festgestellt, dass die hydraulische Leistungsfähigkeit der Betriebsauslässe und der Hochwasserentlastung über den der Planung zugrunde gelegten Werten lag und damit eine Sicherheitsreserve bestand, die die Anlage im Hochwasserfall sicherer gestaltet. Die Energieumwandlung und die Ausbildung des Niedrigwassergerinnes wurden jedoch als noch nicht zufriedenstellend bewertet. Verbesserungsvorschläge wurden mit dem Planer, der ARGE Hydroprojekt Ingenieurgesellschaft mbH (HPI)/ ARCADIS Consult GmbH, gemeinsam diskutiert, entwickelt und schließlich durch einen Umbau am Modell realisiert und untersucht.
Das umgebaute Modell wurde erfolgreich getestet. Die Ergebnisse der hydraulischen Untersuchungen gehen in das Planfeststellungsverfahren der geplanten Anlage ein. Zudem wurden Besichtigungstermine des Modellversuchs von Vertretern der Stadt Oelsnitz sowie mehrerer Gruppen kleiner zukünftiger Wasserbauingenieure mit großem Interesse wahrgenommen. Der hydraulische Modellversuch führte nicht nur zu einer Verbesserung der geplanten Anlage, sondern erhöhte auch das Verständnis und fördert die Akzeptanz solcher Anlagen in der Bevölkerung.