Arbeitsgebiete - HydromechanikSeenhydraulik

Modellierung der Seeströmung im Bodensee

Flusswassereintsrömung bei Hochwasser am Beispiel des Alpenrheins
Die Seeströmung im Bodensee wird bei Hochwasser auch durch die Zuflüsse beeinflusst. Nach einem heftigem Regenereignis in den Alpen am 22. August 2005 führten der Rhein und die Bregenzerach am 23. August extremes Hochwasser. Der hohe Oberflächenabfluss war mit einer hohen Sedimentfracht verbunden. Bei diesem Alpenrheinhochwasser kam es zu folgenden hydrodynamischen Prozessen im Bodensee:
  1. Die Schwebstofffracht erhöht die Dichte des warmen Flusswassers so stark, dass es an der Mündung in den See abtaucht.
  2. Im Mündungsbereich wird wärmeres Oberflächenwasser eingemischt
  3. Der sich entwickelnde Dichtestrom gelangt am Grund des Sees mehr als 20 km weit bis zum tiefsten Punkt zwischen Fischbach und Uttwil. Mit abnehmender Geschwindigkeit und Turbulenz im Dichtestrom an der Seesohle fallen die gröberen Fraktionen der Sedimentfracht aus.
  4. Die Dichte des Wassers nimmt ab, und das warme Wasser steigt mitsamt den verbliebenen feineren Sedimenten unter Einmischung kalten Tiefenwassers wieder auf, bis es die Höhe der neutralen Schicht erreicht hat, in der die Dichte des aufsteigenden Wasserstroms der Umgebungsdichte im See entspricht.
  5. Die aufgestiegene Schwebstoffwolke wird im Bereich der Thermokline mit der Seeströmung verdriftet.
Auf dem Foto der Alpenrheinmündung ist der höhere Schwebstoffgehalt an der helleren Farbe deutlich zu erkennen. Kurz nach der Mündung verschwindet das Flusswasser aufgrund seiner höheren Dichte in die Tiefe (Rheinbrech).

Rhein Zufluss
Links: Der Weg des Rheinwassers durch den See.  Rechts: Mündung des Rheins in den Bodensee (Bild: Peter Rey, HYDRA).

Schwebstoffverteilung
Vertikalschnitt entlang der Längsachse mit simulierter Schwebstoffverteilung während des Rheinhochwassers im August 2005
Anwendungsbeispiele
Windinduzierte Strömung
Interne Schwingungen
Flusswassereinströmung

Externer Link
BodenseeOnline

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