Modellversuch Sohlstufe Hallein

Für die Stadt Hallein (Salzburg) war der Hochwasserschutz für HQ100 nicht gegeben. Geschiebeanlandungen im Bereich der Stadt Hallein verschärften die Hochwassergefahr zusätzlich. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine Lösung entwickelt, die die Geschiebeabfuhr am Kraftwerk Sohlstufe Hallein verbessert und zukünftig einen HQ100-Schutz für Hallein gewährleistet.
 

Auftraggeber: Salzburg AG (Bereich Sonderprojekte – Bautechnik) Projektteam: hydroconsult GmbH, Bundesamt für Wasserwirtschaft - Institut für Wasserbau und hydrometrische Prüfung (IWB)

 

Um die Ziele, Verbesserung des Hochwasserschutzes sowie der Geschiebeabfuhr, zu erreichen, waren folgende Fragen zu klären:

  • Verbesserung der Geschiebeabfuhr bei Hochwasser beim Kraftwerk Sohlstufe Hallein durch Adaptierung der Wehranlage in sohlmorphologischer und hydraulischer Hinsicht sowie durch Ermittlung eines günstigen Wehrbetriebs für die Geschiebeableitung ins Unterwasser des Kraftwerks (Erstellung einer Spülstrategie)
  • Ermittlung des möglichen Schwankungsbereichs der Salzachsohle vom Unterwasser bis zum Kraftwerk Sohlstufe Hallein infolge des Geschiebeeintrags von oberstrom und Wehrbetrieb am Kraftwerk Sohlstufe Hallein. Damit kann eine Obergrenze für den HQ100-Wasserspiegel festgelegt sowie eine Gefährdung der Ufersicherung und Brückenfundamente vermieden werden.

Die Festlegung des Schwankungsbereichs der Sohle stellte eine besondere Herausforderung für die Modellierung dar. Da jedes Modell, egal ob numerisch oder physikalisch, die Vorgänge in der Natur letztendlich nur mit Einschränkungen darstellen kann, sollte durch die Kombination mehrerer Modelle ein möglicher Schwankungsbereich der Sohle herausgearbeitet werden. Dazu bot sich die derzeit noch nicht übliche Methode der hybriden Modellierung an. Dabei werden numerische und physikalische Modelle gemeinsam betrieben und nutzen wechselseitig die Erkenntnisse aus den einzelnen Modellen. Die folgenden Werkzeuge waren für die Planung vorgesehen:

  • Einfache geschiebehydraulische Abschätzungen betreffend Gleichgewichtsgefälle und generelle Morphologie
  • 1d-Geschiebetransportmodelle MORMO und Waspi-Hec 6 für generelle Prognosen über das Langzeitverhalten der Flussstrecke zwischen den beiden Kraftwerken
  • 2d-Modellierung Hydraulik und Sedimenttransport (HYDRO_GS-2D)
  • 3d-Morphologiemodells SSIIM (3d-Strömung und fraktionierter Geschiebetransport)
  • Physikalisches Modell beginnend flussauf der Perner Insel und endend flussab des Kraftwerks Sohlstufe Hallein (Gesamtlänge des Modells 32 m)

Modellbereich (Hintergrundfoto aus google maps) mit Pernerinsel; rechter Arm mit Mündung Alm = Kleine Salzach, linker Arm = Große Salzach

Ergebnisse:

Optimierter Lösungsvorschlag, Blick in Fließrichtung

Folgende im Bild „Optimierter Lösungsvorschlag“ zu sehende Maßnahmen wurden vorgeschlagen:

  1. Absenkung der mittleren beiden Wehrfelder um jeweils 2 m. Das entspricht einer Absenkung aller vier Wehrfelder von im Mittel 1 m.
  2. Verlängerung der Insel mit einer Mauer (Geschiebeleitwand), die den Abfluss der beiden Arme (Große und Kleine Salzach) bis zu einem HQ10 trennt. Damit kann der Rückstaueffekt im linken Arm (Große Salzach) reduziert werden und das Geschiebe wandert besser in Richtung Wehranlage. Um den Aufwand für den Kolkschutz zu reduzieren soll die rechte Seite der Wand sehr rau ausgeführt werden.
  3. Bau einer weiteren Mauer um das Geschiebe vom Zulauf zu den Turbinen auf der rechten Seite des Kraftwerks fernzuhalten.
  4. Beide Mauern benötigen auf der rechten Seite einen Kolkschutz aus großen Steinen, damit es nicht zu gefährlichen Ausspülungen kommt. Ursache dafür ist die Umlenkung der Strömung aus dem rechten Arm in Richtung Wehranlage.

Flussbett bei einem Abfluss von 500 Kubikmeter pro Sekunde nach dem zuvor ein HQ100 abgeflossen ist, Blick in Fließrichtung

Veröffentlicht am 31.10.2009, IWB - Institut für Wasserbau und hydrometrische Prüfung