GWK+

VOM GWK ZUM GWK+

 In den letzten Jahren haben die Anforderungen an den Küstenschutz sowie die Fortschritte in der Meerestechnik und vor allem bei der Gewinnung regenerativer Energien auf und aus dem Meer stetig zugenommen und es wird erwartet, dass sich dieser Trend in Zukunft noch weiter verstärkt. Um die Forschung und Entwicklung in diesen Bereichen weiter voranzutreiben, finanziert das BMWi das Projekt marTech (maritime Technologien) mit 35 Mio. Euro. Im Rahmen dieses Projekts entsteht aus dem GWK eine einzigartige Versuchseinrichtung, mit der die natürlichen Umweltbedingungen auf See in einem großen Maßstab im Labor bestmöglich nachgebildet werden können. Dabei werden alle wesentlichen Einwirkungen durch Wellen und (Tide-)Strömung simuliert sowie die natürlichen Seebodenverhältnisse abgebildet. So wird eine optimale wissenschaftliche Bearbeitung z.B. der folgenden Themen gewährleistet:

  • Hydrodynamische Belastung der Tragstrukturen von OWEA
  • Kolkbildung und Kolkschutzmaßnahmen
  • Boden-Bauwerk-Interaktionen
  • Stabilität und Verankerungssysteme schwimmender Strukturen
  • Leistungsoptimierung von Wellen- und Tideströmungsanlagen

Um diese Ziele zu erreichen wird der GWK zu einer weltweit einzigartigen Versuchseinrichtung im Offshore- und Küsteningenieurwesen ausgebaut:

  • Mit einer neuen leistungsfähigeren Wellenmaschine können größere Wellen und Belastungen erzeugt werden, was noch realitätsnähere Erprobung und Weiterentwicklung von Strukturen unter Extrembedingungen ermöglichen wird
  • Mit einer Anlage zur Strömungserzeugung können z.B. Tideströmungen erzeugt werden, um deren Belastung auf Sedimentstabilität und Bauwerke zu untersuchen sowie nichtlineare Wellen-Strömungs-Interaktionen zu berücksichtigen und zu analysieren
  • Ein Tiefteil in Kanalmitte ermöglicht den ebenerdigen Einbau von Sedimenten. Strukturen können realitätsnah gebettet, Tiefgründungen mit ihren Dagradierungseffekten untersucht und nichtlineare Bauwerk-Boden Interaktionen erfasst werden

Die Bauarbeiten hierzu haben Ende 2020 begonnen und im September 2022 soll der GWK+ mit 3 Pilotprojekten wieder in Betrieb gehen.

© Bosch-Rexroth

Parameter der neuen Wellenmaschine:

  • 7m hohe Piston-Typ Wellenklappe mit trockener Rückseite
  • Hydrostatische Kompensation durch Luftdruck
  • Antrieb über Ritzel und Zahnstangen durch 8 elektrische Servomotoren
  • Maximaler effektiver Stroke von 6m
  • Maximal generierbare Wellenhöhe von 2.7m bei einem Wasserstand von 5m
  • Aktive Absorption von reflektierten Wellen

Die Strömungseinrichtung besteht aus 2 Ein- bzw. Auslassbauwerken im Abstand von 152m. Die Strömung wird durch eine Öffnung an der Sohle in den Kanal geleitet. Die beiden Einlassbauwerke sind mit 2 Rohrleitungen mit einem Innendurchmesser von je 2m und einem mittig liegenden unterirdischen Pumpenhaus verbunden. Die Pumpen ermöglichen eine maximale Strömung von 12,5 m³/s, was einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit von 0,5 m/s bei 5m Wassertiefe entspricht. Es können beliebige Ganglinien eingesteuert werden. Neben der Strömung kann auch die Kanalfüllung- und Entleerung simultan zur Strömung angesteuert werden, um realistische Tidekurven simulieren zu können.
Mit einzeln ansteuerbaren Lamellen in den Einlassöffnungen kann das Strömungsprofil optimiert werden.

In der Mitte zwischen Ein- und Auslassbauwerk liegt der neue Tiefteil. Über die gesamte Kanalbreite  und über eine Länge von 28m ist die Sohle um 2m abgesenkt. Ein kurzer Bereich von 8m ist weitere 4m abgesenkt, so daß dort maximale Bettungstiefen von ca. 6m möglich sind. Wird eine ebene feste Sohle benötigt, können die beiden Bereiche separat mit Betondielen abgedeckt werden.