Morphologie von Sandbänken in fließenden Gewässern und Buhnenfeldern: Laterale Sedimentation und natürliche Korngrößensortierung ¿ eine Homologie-Hypothese - Tapa dura

In der vorliegenden Arbeit wurden die laterale Sedimentation und Korngrößenverteilung untersucht. Die laterale Sedimentation in natürlichen Gewässern beschreibt die Bildung von Sandbänken besser als das Modell einer longitudinalen Sedimentation. Die Korngrößen verteilen sich lateral. Die groben Körner liegen auf den Bänken oben, die feinen unten. Die Länge der Bänke ist auf etwa die dreifache Breite des Gewässers beschränkt. Die Beobachtungen beziehen sich auf Gewässerbreiten von 1 m bis 300 m und auf Korngrößen von 0,16 mm bis 32 mm. Buhnenfelder können in dauerhaft verlandende und dauerhaft nichtverlandende unterschieden werden. Neben dem kontinuierlichen Sedimentanfall bei Niedrigwasser fällt das Sediment bei jedem Abfluß- Ereignis paketweise an. In der Praxis können Sedimente in einer geraden Strömung mittels einer aufgezwungenen Walzenströmung wirkungsvoll und auf kleiner Kanallänge abgeschieden werden.

Hypothese dieses Buches: Sandbänke in fließenden Gewässern und Buhnenfeldern entstehen immer gleichartig, unabhängig von der geometrischen Größe und der Querschnittsform des Gewässers, unabhängig von dem Aufbau der Sohle, von den Sedimenten, von dem Geschiebe und dem Abfluss. Sandbänke gehören nicht zum Geschiebe und bilden sich nur an Orten einer  Sekundärströmung.
Die laterale Sedimentation ist die bestimmende  Größe bei der Bildung von Sandbänken. Aus der lateralen Sedimentation folgt die laterale, natürliche Korngrößensortierung. Dies kann auf allen Sandbänken durch die bevorzugte Lage der groben Körner oben auf der Sandbank und der  feinen weiter unten nachgewiesen werden.
In den Buhnenfeldern herrschen variable, zum Teil sehr mächtige Strömungen. Man kann begründen, warum Buhnenfelder auf Dauer verlanden oder auf Dauer nicht verlanden.

Der Inhalt

• Morphologie von Sand- und Kiesbänken in fließenden Gewässern und Buhnenfeldern
  
• Nachweis der lateralen Sedimentation und natürlichen Korngrößensortierung auf Sand- und Kiesbänken in Numerik, Laborversuch und Naturversuch
  
• Sedimentanfall als Paket in Abhängigkeit vom Abflußereignis
  
• Mögliche wasserbauliche Folgerungen aus der Anwendung einer Walzenströmung zur Erzeugung einer beschleunigten Sedimentation.
  

Die Zielgruppe

• Planer und Ingenieure in den Bereichen Wasserbau und Siedlungswasserbau
  
• Dozenten und Studierende der Richtung Bauingenieurwesen, Wasserbau, Siedlungswasserwirtschaft
  
• Betreiber von Entsandungsanlagen in Kraftwerken und kommunalen Kläranlagen
  

Der Autor
Dr.-Ing. Bertram Botsch erforscht die Hydrodynamik in Becken, Kanälen und Flüssen, ist Berater und öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger der IHK Karlsruhe (Fachgebiet „Kläranlagen: Planung, Strömungstechnik, Maschinentechnik“) und Autor zahlreicher Publikationen.