Mit allen Wassern gewaschen

10. August 2010, 18:29
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Was im Wiener Wasserbaulabor passiert, geschieht in größerem Maßstab in der Welt.

Die Modelle von Flüssen, Dämmen und Stauseen werden dort so realistisch gefertigt, dass die Ingenieure trotz Gummistiefeln die Naturgewalten pritscheln fühlen können.

Es ist 7.30 Uhr und ruhig auf den Aspanggründen, wo zu den normalen Betriebszeiten gleich mehrere Flüsse gluckern und Wasserfälle tosen. Das Bett der Mur ist noch trocken, die großen Pumpen am Stausee haben Pause, und selbst der kleinste, braune Wasserfall hier im Labor ist schon wieder verstummt: Der Kaffee ist durch den Filter getropft und steht auf dem Tisch in einer Thermoskanne. Lagebesprechung: "Herr Huber, Sie lassen bitte Latschau ein, und Sie, Herr Schüll, füllen bitte die Mur." Peter Tschernutter, Leiter des Instituts für Wasserbau und Ingenieurhydrologie an der TU Wien, und seine Kollegen müssen improvisieren. Das vierköpfige Team des Wasserbaulabors ist noch nicht komplett, gestern dauerten die Versuche etwas länger. Eine Überflutung wurde simuliert und es ist unklar, ob sie die Latschauer Berglandschaft erfasst hat.

"Latschau", erklärt Boris Huber, der Leiter des Modellversuchs, "ist eine simple Angelegenheit – wie sehr soll ich ins Detail gehen?" Die Pumpen auf dem Versuchsgelände – sie fördern bis zu zweieinhalb Kubikmeter Wasser in der Sekunde und sind damit die stärksten in Österreich – arbeiten unterdessen auf Hochtouren. Die Geräuschkulisse gleicht nun jener, die unmittelbar bei den Niagarafällen herrschen muss. Innerhalb von Minuten füllen sich die beiden Speicherbecken, die hier im Wiener Labor vor wenigen Wochen – und 600 Kilometer weiter westlich in Vorarlberg bereits in den 1960er-Jahren – errichtet wurden. "Unser Modell hat den Maßstab 1:18", beginnt der Wasserbauingenieur seinen Vortrag mit Passion. Also wie ein Lokomotivführer vor der Märklin-Modelleisenbahn. "Bei diesem Größenverhältnis sind die Ergebnisse im Modellversuch zu hundert Prozent auf die Gegebenheit in der Natur übertragbar."

In Latschau ist für das Kraftwerk Rodund die Errichtung eines zusätzlichen Entnahmebauwerks am bestehenden Speichersee geplant. Nun gilt es vorweg herauszufinden, welche Strömungen durch die bauliche Veränderung auftreten. Ob es Verwirbelungen gibt und Luft angesogen wird – das könnte das Funktionieren der Pumpen gefährden.

Luft vorm Gummistiefel

"Dort hinten müssen Sie schauen, da wird es spannend", ruft Huber vor einem Miniaturdamm stehend quer über den 30 Meter langen Speichersee – bereits in Gummistiefeln. Ein paar Zentimeter von seinem Knie entfernt hat sich ein kleiner Strudel gebildet – 18-mal so groß wäre er demnach in Vorarlberg. Dieser Wirbel wird nun während der zweimonatigen Stehzeit des Modells immer wieder gefilmt und später analysiert. Verbauungen werden hinzugefügt oder weggenommen, damit die Verwirbelungen künftig – also in Latschau – gar nicht erst auftreten.

"Was Herr Fuchs gerade vor das neue Entnahmebauwerk hält, ist eine Pfeilerreihe. Sie löst den Strudel wieder auf", ergänzt nun Tschernutter, der nur kurz bei seinem Auto war. Im Kofferraum hat er heute einen halben Staudamm für die Kollegen mitgebracht – nur der ungeübte Blick hält diese Spezialanfertigung für ein Abwasserrohr. Noch komplexere Dinge, die nicht einmal vom Institut für Materialkunde nebenan hergestellt werden können, erfindet dann Karl Fuchs. Konstruktionen wie das Gestell über dem Latschauer See haben ihm den Decknamen Daniel Düsentrieb eingebracht.

Benötigt wurde seine Umsetzung eines Geistesblitzes, als ein großer Donau-Abschnitt östlich von Wien zwei Jahre lang vor der Versuchshalle herumstand. Der Fluss musste auf Erosionen im Gebiet der Lobau zuerst hier im Modell untersucht und später vor Ort repariert werden. Allerdings war es für die Ingenieure schwierig, die Veränderungen ganzer Flussabschnitte zu verstehen, ohne dass Flussbett detailgetreu nachbilden zu können. Fuchs' Gestell macht genau das – unten mit einem Quirl und seitlich mit einem Laptop. In den PC werden topografische Daten eingegeben, der Quirl fräst sie automatisch aus dem Modell.

Wie realistisch diese Spielwiesen gestaltet sind, erkennen Laien auch anderswo: Für Miniatur-Flussverbauungen aus Kieselsteinen wird freilich Granit verwendet, wenn der echte Patient der Wasserbauer eben ein Mühlviertler ist. Und für eine Sedimentuntersuchung an der albanischen Drin wird auch nicht einfach nur die Sandkiste aus der Nachbarschaft geplündert. Seltene Materialien bieten aber selbst für erfahrene Ingenieure Überraschungen: "Das können Sie mir glauben", erinnert sich Huber, "bei diesem Maßstab macht es auch mit Gummistiefeln keinen Spaß, plötzlich im Treibsand zu versinken."

Modell Mur nach Montafon

Rund sechs bis acht Wochen dauern die Aufbauarbeiten für so ein Modell. Bald wird das Montafoner Speicherbecken einem Abschnitt der Mur weichen. Es gilt die Umströmung einer Brücke zu simulieren. Zu viele Flüsse und Stauseen auf einmal passen jedenfalls nicht in diese 1400 m2 große Halle. Zumal gerade neben Vorarlberg auch noch Kärnten Platz finden muss: Häufige Wetterkapriolen haben es notwendig gemacht, Hochwasser auch in gebirgigen Lagen auf über 1600 Meter als Bedrohung zu erkennen. Unterirdische Rohre am Gösskar drohen immer wieder zu verstopfen. Mit einem kleinen Trichter, der in natura elf Meter misst und daher ganze Baumstämme verschluckt, werden hier zum ersten Mal derartige Extremereignisse simuliert.

Doch schon jetzt verlangt auch die Mur nach Lösungen – draußen im Zelt vor dem Labor. Die Turbinen des Kraftwerks Gössendorf gehören optimiert, und "gleichzeitig muss die Sohle der Mur stabilisiert werden", präzisiert Markus Schüll, der an diesem Modell arbeitet und hier noch an einem anderen lebenden Objekt theoretische Aspekte seines Dissertationsthemas verifiziert: "Überströmbare Dämme" untersucht er, die Spezialität des Hausherrn Tschernutter, der dazu viel Fachwissen ins Labor mit eingebracht hat. Auch aus seiner Zeit in China.

"Wenn die Chinesen kommen", erzählt Tschernutter und verschweigt dabei das wissenschaftliche Interesse der Kollegen an seinem Wissen über Dämme, "ist es immer lustig. Dann gehen wir raus zur Mur, füllen Ballons und machen eine Wasserschlacht!" (Sascha Aumüller/DER STANDARD, Printausgabe, 11.08.2010)

  • Wasserspiele für die Wissenschaft: So wird im Wiener Wasserbaulabor die Hochwasserableitung im Hochgebirge simuliert.
    foto: rené van bakel

    Wasserspiele für die Wissenschaft: So wird im Wiener Wasserbaulabor die Hochwasserableitung im Hochgebirge simuliert.

  • Versuchsleiter Huber (Mitte) ist trotz des Erfindungsgeistes von Fuchs (rechts) schon im Treibsand der eigenen Modelle versunken. Institutsleiter Tschernutter nimmt's gelassen und baut Wasserbomben mit den Chinesen.
    foto: rené van bakel

    Versuchsleiter Huber (Mitte) ist trotz des Erfindungsgeistes von Fuchs (rechts) schon im Treibsand der eigenen Modelle versunken. Institutsleiter Tschernutter nimmt's gelassen und baut Wasserbomben mit den Chinesen.

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