## Willkommen am Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft

Wir begrüßen Sie herzlich auf der Internetpräsenz des Lehrstuhls für Wasserbau und Wasserwirtschaft.
Hier finden Sie Informationen zu unserer Forschungs- und Lehrtätigkeit sowie zu unseren Laboratorien,
der Versuchsanstalt Obernach und dem Dieter-Thoma-Labor.

### Stellenausschreibung

WIGES Wasserbauliche Infrastrukturgesellschaft mbH

### Covid19

Nachdem der Publikumsverkehr an der TUM weiterhin eingeschränkt ist bitten wir Sie mit uns vornehmlich via e-mail in Kontakt zu treten. Mehr Informationen

## Rapidly Varying Flows in Hydraulic Engineering

Vortragende/r (Mitwirkende/r) Tobias Liepert 0000002493 Vorlesung 4 SWS Wintersemester 2020/21 Englisch Siehe TUMonline Siehe TUMonline

### Lernziele

After successful completion of the module the students are able to explain the behavior of rapidly varied flows in closed conduits as well as in open channel flows. They understand water hammer and open channel phenomena as well as the working principle of a hydraulic ram pump and processes of landslides waves in reservoirs. They can describe the method of characteristic and finite differences method. They are able to compute and modify the simple hydraulic systems using Excel or Matlab. They will be able to calculate the pressure and velocity distribution along a pipeline systems as well as water level and velocity distribution along an open channel. For closed closed conduits system the students will be able to judge the numerical result as well as the system characteristics by evaluating the temporal and spatial pressure and velocity distributions.

### Beschreibung

Closed conduits – Rapidly varied flows in pipes. - Main equations, boundary and initial conditions and solution. - Transient pipe operation modes, like starting a pump or turbine. - Water hammer and its control. - Overpressure, cavitation and column separation as causes of damage. - Utilizing a water hammer to pump water. (experimental work) Rapidly varied open channel flows. - Main equations (Saint-Venant), boundary and initial conditions and solution. - Propagation of free surface waves. - Surge wave and their meaning. - Landslide in reservoirs. Numerical description and implementation - Application using MatLab or Octave.

### Inhaltliche Voraussetzungen

The students should know the basics on applied hydromechanics or fluid mechanics.

### Lehr- und Lernmethoden

The flipped classroom concept is applied. For your preparation there are explanatory videos and reading material provided, which you go through at home on your own for preparation. In the classroom, which are held as online courses, further content is presented and discussed. In addition, the results of the last task are presented by students and the new weekly task is outlined. After the online session you have to extend your learning by finishing the task of the week at home. Step-by-step the codes will be developed building up the basis for you project work. The project work is accompanied the by student’s feedback sessions. Hereby the students have the opportunity to explain their project methodology and discuss open questions with the audience. The audience on the other hand should critically question the project methodology and give constructive feedback (student’s feedback).

### Studien-, Prüfungsleistung

The module examination is a project work.The project work (performed in groups of 2 students) consists of a written preparation accompained by a presentation with an oral discussion. Within the project work an advanced hydraulic system will be deeply investigated. The students have to identify the weaknesses of the given hydraulic systems, propose possible counter measures and prove their decision by transient computations. On the basis of the project work, the students show that they are able to implement and modify numerical approaches, compute the pressure and velocity distributions along a given system and evaluate the system characteristics. The methodology and result of the project work has to be documented in a written project report (15-20 pages). The following oral discussion examines the work done for each student individually. They have to recall the main concepts and contents, explain and modify simple hydraulic systems and evaluate the system characteristics.

### Empfohlene Literatur

Reading List: Indicative Chanson, H. (2004). "Environmental Hydraulics of Open Channel Flows." Elsevier Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 483 pages (ISBN 0 7506 6165 8). http://espace.library.uq.edu.au/list/?cat=quick_filter&search_keys[0]=tsunami+surge

### Aktuelle Forschungsprojekte

Projekt VieWBay: Virtueller Wasser-Raum Bayern

Seit Januar 2018 läuft das vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz geförderte und vom Bayerischen Landesamt für Umwelt getragene Verbundprojekt VieWBay zur präzisen Berechnung und Dokumentation der räumlichen und zeitlichen Dynamik von Wasser- und Stoffströmen des hydrologischen Raums Bayern. Mehr

Projekt FIThydro  -   Fishfriendly Innovative Technologies For Hydropower

Im November 2016 startete das europäische Forschungsprojekt FIThydro mit Prof. Peter Rutschmann als Koordinator.  FIThydro, „Fishfriendly Innovative Technologies for Hydropower“, ist ein Horizon 2020 Projekt im erneuerbaren Energien Call der EU. Wissenschaftler von 26 Partnerorganisationen sowie ein internationales Expertengremium untersuchen hier die Auswirkungen von Wasserkraft auf die Ökologie des Fließgewässers und Fische im Speziellen, wobei machbare und kosteneffiziente Maßnahmen und die Entwicklung eines Entscheidungstools für Entscheidungsträger und Politiker erarbeitet werden. Das Konsortium besteht aus Universitäten, Forschungsinstituten, Kraftwerksbetreiber sowie Beratungsfirmen. FIThydro untersucht die genannten Fragestellungen an 13 Testanlagen (existierende Wasserkraftanlagen) in vier Europäische Regionen: Skandinavien, den Alpen, in Frankreich/Belgien und auf der Iberischen Halbinsel. Nähere  Informationen finden Sie unter FIThydro.eu

Projekt Retentionspotentialstudie am Inn

Im Rahmen des Projektes werden hochwasserrelevante und morphologische Fragestellungen an Inn und Salzach untersucht.

Mehr dazu auf der Seite des Projekts.

### Hohe Auszeichnungen am Lehrstuhl und an der Versuchsanstalt Obernach

Am 5. Dezember 2016 erhielten Prof. Peter Rutschmann und Dipl.-Ing. Albert Sepp die Heinz Maier-Leibnitz-Medaille im Rahmen einer Feierstunde im Hotel Bayerischer Hof.

Diese hohe Auszeichnung wurde von Präsident Herrmann verliehen "in Würdigung der bahnbrechenden ingenieurwissenschaftlichen Leistungen bei der Konzeption, Planung und technischen Realisierung eines neuartigen Wasserkrafttyps, der wirtschaftliche und ökologische Vorteile optimal miteinander verbindet."

Im Bild: VP Thomas Hofmann, Prof. Peter Rutschmann, Dipl.-Ing. Albert Sepp und Präsident Wolfgang Herrmann anlässlich der Preisverleihung. Foto: Andreas Heddergott/TUM.

Am 22. Oktober 2015 wurde Prof. Peter Rutschmann durch Staatsministerin Ulrike Scharf die Bayerische Staatsmedaille für Verdienste um die Umwelt verliehen.
Zur Laudatio: www.stmuv.bayern.de/ministerium/auszeichnungen/verdienst_umwelt/detailansicht.htm