Modellierungen

2D-Simulation (Beispiel Rhonehochwasser Juli 2024)

Leistungen: Modellierung Überflutungsflächen, Abschätzung von Einfluss Retentionsflächen und Hochwasserganglinien, Schwachstellenanalyse, Aufzeigen Auswirkungen Durchlassverklausungen, Vorwarnzeit und Alarmdispositiv, Risikoabschätzungen, Definition Objektschutzmassnahmen
Projektbeschrieb:

Mit zweidimensionalen Hydrauliksimulationen werden flächenhafte Überflutungsprozesse erfasst. Als Besonderheit werden bei uns Rohrleitungen und Durchlässe an die 2D-Hydrauliksimulation gekoppelt, um die komplexen hydraulischen Wechselwirkungen realistisch abzubilden. Rückstaueffekte und die Wirkung der   Retentionsräume werden so erfasst und erlauben die Entwicklung von Massnahmen, die die Hochwasserganglinie gezielt verändern.

2D-Simulation Aare

Leistungen: Bemessung Freibord und Pfeilerkolk
Projektbeschrieb: Innerhalb der zweidimensionalen Hydrauliksimulationen verwenden wir Modelle, welche die Turbulenz berücksichtigen. Für eine Bemessung von Kolkschutzmassnahmen und zur Bestimmung der Wasserspiegellagen bei schräg angeströmten Brückenpfeilern oder starken Gerinnekrümmungen bilden diese Modelle zentrale Grundlagen, die mit Ingenieurwissen in entsprechende Designanforderungen übersetzt werden. Exakte Lösungen solcher Fälle erfordern hingegen 3D-Simulationen.

3D-Simulationen (Beispiel Wärmeeinleitungen in Seen)

Einsatz:

Wärmenutzung an Gewässer, Einschichtnachweis, Murgang und Hangmureneinwirkungen, Sedimenttransport, Schutzbautenoptimierungen, Stranddynamiken, Wellenerosion, Geschiebeverfrachtungen, Kolk an Brücken und Pfeilern
Projektbeschrieb: Mit Mehrphasen-3D-Simulationen, gekoppelten Partikelsimulationen und entsprechend hochentwickelten Turbulenzmodellen lassen sich heutzutage die hochgradig nicht-linearen Phänomene berechnen. Dazu gehören Murgänge und Hangmuren, Wellenerosion und Sedimenttransportprozesse sowie wie hier dargestellt die Durchmischung von Dichteströmungen mit unterschiedlicher Dichte aufgrund der Temperatur und dem Salz- und   Schwebstoffgehalt. SK& ist in diesen Bereichen auf dem aktuellsten Stand der Forschung und an der Entwicklung der Methoden beteiligt

3D-Simulation Stranddynamik

Leistungen: Wellenmodellierung mit Geschiebeverfrachtungen
Projektbeschrieb: Ein Anwendungsbeispiel zur Mehrphasen-3D-Simulation mit gekoppelten Partikelsimulationen und entsprechenden Turbulenzmodellen ist die Wellenmodellierung mit Sandverfrachtung für die Neugestaltung der Badestrände beim Strandbad Chamer Fussweg. Um Flachufer mit möglichst feinkörnigem Material zu ermöglichen, mussten die Strömungsverhältnisse mit durchlässigen Lenkbuhnen entsprechend beeinflusst werden, um den Austrag ins Tiefenwasser zu reduzieren. Die Massnahmen wurden mit der Modellierung numerisch überprüft.

3D-Simulation Uferrenaturierung

Leistungen: Modellierung der Auswirkungen von Buhnen
Projektbeschrieb: Die Wirkung von Buhnen, insbesondere überströmte Lenkbuhnen, sollte mit 3D-Simulationen und sorgfältiger Turbulenzmodellierung erfolgen. Immer wieder zeigen Schäden, dass die Ingenieuransätze im Einzelfall der komplexen Interaktion aus Wirbeln, Buhnengeometrie und Geschiebeverfrachtung nicht gerecht werden. Der Harte Uferverbau konnte durch überströmbare Lenkbuhnen ersetzt werden (links), die auch im Hochwasserfall wie angedacht wirken (rechts), was   aufgrund des Designs anhand der 3D-Simulation (rechts oben) ermöglicht wird. So wird deutlich, welche Bereiche mit einfachen Holzfaschinen und Bewuchs geschützt werden können und wo es welchen Erosionsschutz mit Blocksteinen braucht.

3D-Simulation Wildbachprozesse

Leistungen: Optimierung von Schutzbauwerken und Sicherungsmassnahmen
Projektbeschrieb:

Wildbäche entwickeln Strömungen, die in einem rückgekoppelten System mit der Rauhigkeit der groben Blöcke ihr Gleichgewicht suchen. Eingriffe in solche Systeme, beispielsweise beim Rückbau einer alternden Wildbachsperre oder beim Neubau geschiebegängiger Wehre oder Geschiebesammler, haben weitreichende Konsequenzen auf das gesamte Sedimenttransportverhalten und die entsprechenden Hochwasserprozesse. Heutige 3D-Modelle können diese detailgetreu simulieren, womit die richtigen Entscheidungen im Umgang mit alternden Wildbachverbauungen möglich werden.
Projektbeschrieb:

SK& ist führend auf dem Gebiet komplexer Hangmuren- und Murgangmodellierungen und führt jährlich Weiterbildungskurse für die Ingenieurpraxis an (obenstehend eine Abbildung aus dem Workshop 2024 zu Schwanden im Kanton Glarus).