Um die hochgesteckten Ziele zum Schutz der Umwelt zu erreichen, unterstützt die Bundesregierung die Erneuerbaren Energien. Dabei rückt auch die Energiewandlung durch Kleinwasserkraft in den Fokus, die in dieser Arbeit am Dethridge Wasserrad untersucht wird. Das Dethridge Wasserrad wurde für die Abflussmessung in Bewässerungskanälen entwickelt und wird in dieser Arbeit zur Energiewandlung an Standorten mit sehr geringen Fallhöhen untersucht. Hier wird der sogenannte hybride Ansatz verfolgt: Zuerst wird ein physikalisches Modell zu Testzwecken in Laborumgebung aufgebaut und untersucht. Die zweite Methode ist die numerische Simulation der dreidimensionalen Strömung durch das Dethridge Rad mit der kommerziellen Software Flow-3D. Die Erkenntnisse aus beiden Methoden werden miteinander verglichen bzw. ineinander überführt. Die Experimente zeigen, dass bei konstantem Wasserstand die Umdrehungsgeschwindigkeit des Wasserrads einen linearen Zusammenhang mit dem Drehmoment und dem Durchfluss durch das Wasserrad aufweist. Mit Hilfe dieses Zusammenhangs werden Leistungskurven und Wirkungsgrade dargestellt und detailliert analysiert. Eine Fehleranalyse wird für alle gemessenen Werte durchgeführt und diskutiert. Der Einfluss des Einhausung des Rades, des Verhältnisses zwischen Rad- und Kanalbreite, der Schaufelanzahl, der Geometrie im Zustrombereich des Rades und des Spaltmaßes zwischen Schaufel und Kanal wird im Hinblick auf Leistung und Wirkungsgrad untersucht. Um ein optimales Befüllen und Entleeren der Schaufelzellen zu ermöglichen wird die Geometrie der Einhausung verändert; eine Leistungssteigerung wird so erreicht. Ein Leistungsabfall wird bei größerer Schaufelanzahl beobachtet. Auch das Verhältnis zwischen Rad- und Kanalbreite hat einen großen Einfluss auf die Leistung. Hier sollte ein doppelt so breiter Kanal im Verhältnis zur Schaufelbreite geplant werden, um das leistungssteigernde Befüllen und Entleeren der Schaufelzellen zu begünstigen. Die Form des Übergangs von Zustromkanal zu Wasserradkanal hat keinen merklich Einfluss auf die Leistung des Rades. Wie erwartet führt ein geringeres Spaltmaßzu geringeren Verlusten. Die Simulation der Strömung durch das Dethridge Wheel wird mit Flow-3D durchgeführt und Erkenntnisse mit den Ergebnissen des physikalischen Modells vergleichen. Zur Simulation der Turbulenzen wird das "Renormalization Group Modell (RNG)" verwendet, die bewegten Schaufeln werden mit dem "General Moving Object (GMO) Modell" abgebildet. Numerische Unsicherheiten werden detailliert untersucht. Die Effekte der Oberflächenrauheit, des Turbulenzmodells, des Advektionsschemas, und der Schaufeldicke werden mit den Ergebnissen der Experimente verglichen. Der "Grid Convergence Index (GCI)" wird verwendet, um die Unabhängigkeit von dem verwendeten Rechengitter und die Unsicherheiten der Konvergenz zu analysieren und zu bewerten. Verschiedene Schaufelgeometrie und Bodensegmentformen werden mit numerischen Simulationen untersucht. Veränderungen beider Geometrien führen zu einer Optimierung, also zu einer Leistungssteigerung des Wasserrads. Die Simulationsergebnisse stimmen sehr gut mit den experimentellen Erkenntnissen überein. Das Dethridge Wasserrad hat das Potential zur Energiegewinnung in offenen Kanälen. Dabei wurde in den Experimenten ein Wirkungsgrad von über 60% gemessen. In Anbetracht des einfachen und robusten Designs des Wasserrads wird es für die dezentrale Energiewandlung bei sehr geringen Fallhöhen vorgeschlagen.