Was mich antreibt – Fabian Popp

Flüsse sind seit jeher eine wichtige Lebensgrundlage für den Menschen. Sie dienen als Transportwege, zur Bewässerung, zum Fischen, für Freizeitaktivitäten und zur Stromerzeugung. Durch morphodynamische Prozesse, also Abtrag, Transport und Ablagerung von Sedimenten wie Sand und Kies, verändern sie ihr Bett kontinuierlich. Der Mensch kann diese Prozesse beeinflussen. Ein Beispiel sind Stauanlagen, bei denen der Sedimenttransport deutlich abnimmt. Dadurch kann es zu sogenannten Verlandungen kommen, die die Anströmung der Turbinen von Wasserkraftanlagen beeinflussen und so deren Wirkungsgrad und Lebensdauer reduzieren. 

In meiner Doktorarbeit am Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft untersuche ich die Machbarkeit und Grenzen der Modellierung von morphodynamischen Prozessen im Umfeld komplexer Wasserbauwerke. Als Fallbeispiel dient eine der größten Laufwasserkraftanlagen Deutschlands. Dort treten bei Hochwasser Verlandungen im Kraftwerkseinlauf auf. Der praktische Teil meiner Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie sich diese Verlandungen reduzieren lassen. Dafür sind komplexe Modelluntersuchungen erforderlich. 

Bisher wurden Modelluntersuchungen zumeist experimentell in Wasserbaulaboren durchgeführt. Die Vorgehensweise ist bewährt, unterliegt jedoch bestimmten Einschränkungen. Deshalb werden Labormodelle im Zuge der hybriden Modellierung zunehmend gemeinsam mit Computermodellen, sogenannten 3D-MN-Modellen, eingesetzt. Diese sind aber für die Model- lierung an komplexen Wasserbauwerken kaum erforscht. Bei meinen Untersuchungen habe ich ein Labormodell, ein Computermodell des Labormodells sowie ein Computermodell im Naturmaßstab kombiniert. So kann ich die Modellergebnisse nicht nur mit Naturdaten, sondern auch untereinander vergleichen. Dadurch werden die Aussagekraft und die Grenzen der Modellverfahren sowie der Einfluss verschiedener Parameter auf die Modellergebnisse deutlich. 

Ich arbeite an der Schnittstelle zwischen mächtigen natürlichen Prozessen und technisch anspruchsvollen Ingenieurbauwerken. Es ist spannend, die praktische Arbeit im Labor mit dem Einsatz modernster Simulationsverfahren zu kombinieren. Mein Ziel ist es, künftig Forschenden eine Leitlinie zu bieten, um morphodynamische Prozesse an Wasserbauwerken präziser vorherzusagen.

Dieser Beitrag erschien im Universitäts-Magazin publik 2025/3. Protokoll: Hannah Eichenberg