GWK+
Neuer Großer Wellenströmungskanal am Forschungszentrum Küste
Vom GWK zum GWK+
In den letzten Jahren haben die Anforderungen an den Küstenschutz sowie die Fortschritte in der Meerestechnik und vor allem bei der Gewinnung regenerativer Energien auf und aus dem Meer stetig zugenommen und es wird erwartet, dass sich dieser Trend in Zukunft noch weiter verstärkt. Um die Forschung und Entwicklung in diesen Bereichen weiter voranzutreiben, finanzierte das BMWK das Projekt marTech (maritime Technologien) mit 35 Mio. Euro. Im Rahmen dieses Projekts entstand aus dem GWK eine einzigartige Versuchseinrichtung, mit der die natürlichen Umweltbedingungen auf See in einem großen Maßstab im Labor bestmöglich nachgebildet werden können. Dabei werden alle wesentlichen Einwirkungen durch Wellen und (Tide-)Strömung simuliert sowie die natürlichen Seebodenverhältnisse abgebildet. Der GWK+ ist eine gemeinsame Einrichtung der Leibniz Universität Hannover und der Technischen Universität Braunschweig am Forschungszentrum Küste.
Schwerpunkte der Forschung
Forschungsziele
- Hydrodynamische Belastung der Tragstrukturen von OWEA
- Kolkbildung und Kolkschutzmaßnahmen
- Boden-Bauwerk-Interaktionen
- Stabilität und Verankerungssysteme schwimmender Strukturen
- Leistungsoptimierung von Wellen- und Tideströmungsanlagen
Besonderheiten
- Mit einer neuen leistungsfähigeren Wellenmaschine können größere Wellen und Belastungen erzeugt werden, was noch realitätsnähere Erprobung und Weiterentwicklung von Strukturen unter Extrembedingungen ermöglichen wird
- Mit einer Anlage zur Strömungserzeugung können z.B. Tideströmungen erzeugt werden, um deren Belastung auf Sedimentstabilität und Bauwerke zu untersuchen sowie nichtlineare Wellen-Strömungs-Interaktionen zu berücksichtigen und zu analysieren
- Ein Tiefteil in Kanalmitte ermöglicht den ebenerdigen Einbau von Sedimenten. Strukturen können realitätsnah gebettet, Tiefgründungen mit ihren Dagradierungseffekten untersucht und nichtlineare Bauwerk-Boden Interaktionen erfasst werden
Neue Wellenmaschine
Parameter der neuen Wellenmaschine:
- 7 m hohe Piston-Typ Wellenklappe mit trockener Rückseite
- Kompensation des hydrostatischen Drucks durch Luftdruck
- Antrieb über Ritzel und Zahnstangen durch 8 elektrische Servomotoren
- Maximaler Hub: ca. 7.5 m
- Maximal generierbare Wellenhöhen: ca. 3 m
- Aktive Absorption von reflektierten Wellen
Neue Strömungsanlage
Die Strömungseinrichtung besteht aus 2 Ein- bzw. Auslassbauwerken im Abstand von 152 m. Die Strömung wird durch eine Öffnung an der Sohle in den Kanal geleitet. Mit einzeln ansteuerbaren Lamellen in den Öffnungen kann das Strömungsprofil optimiert werden. Die beiden Ein-/Auslassbauwerke sind mit 2 Rohrleitungen mit einem Innendurchmesser von je 2 m und einem mittig liegenden unterirdischen Pumpenhaus verbunden. Die Pumpen ermöglichen eine maximale Strömung von 20 m³/s, was einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit von 0,8 m/s bei 5 m Wassertiefe entspricht. Es können beliebige Ganglinien eingesteuert werden. Neben der Strömung kann auch die Kanalfüllung- und Entleerung simultan zur Strömung angesteuert werden, um Tidezyklen realistisch simulieren zu können.
Neuer Tiefteil
In der Mitte zwischen Ein- und Auslassbauwerk liegt der neue Tiefteil. Über die gesamte Kanalbreite und über eine Länge von 28 m ist die Sohle um 2 m abgesenkt. Ein kurzer Bereich von 8 m ist weitere 4 m abgesenkt, so dass dort maximale Bettungstiefen von ca. 6 m möglich sind. Wird eine ebene feste Sohle benötigt, können die beiden Bereiche separat mit Betondielen abgedeckt werden.
