Hydraulische Berechnung von naturnahen Fließgewässern: 1 Stationäre Berechnung der Wasserspiegellinie unter besonderer Berücksichtigung von Bewuchs- und Bauwerkseinflüssen
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| Language: | German |
| Published: |
Düsseldorf
2001
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| Series: | Merkblatt / Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbaurbau
1999,1 |
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| adam_text | Titel: Bd. 1. Hydraulische Berechnung von naturnahen Fließgewässern. Stationäre Berechnung der Wasserspi
Autor:
Jahr: 2001
VI
Bund der Ingenieure fiir Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau (BWK) e.V.
Merkblatt 1: Ilydraulische Bcrechnung von naturnahen FlieBgcwassern, Ted 1
HYDRAULISCHE BERECHNUNG VON NATURNAHEN
FLIEBGEWASSERN
Teil 1
Stationare Bercchnung dcr Wasserspiegellinie
untcr bcsondcrcr Bcriicksichtigung von Bevvuchs- und Bauwerkseinfliissen
INHALT
1. ALLGEMEINES 1
2. METIIODISCHES VORGEHEN 4
3. THEORETISCHE GRUNDLAGEN DER SI lEGELLINIENBERECHNUNG 10
3.1 Grundgleichung der Spiegcllinienbercchnung 10
3.2 Vcrfahrcn zur Abschiitzung des Druckhohenvcrlustes infolge Rcibung 14
3.2.1 Das Reibungsverlustgesetz 14
3.2.2 Auswirkungen auf den Encrgiestrombeiwert a und den Boussinesq-Beiwert a 19
3.2.3 Darcy-Weisbach Koeffizient 3. fur Sohl- und Wandrauheiten 20
3.2.4 Darcy-Weisbach-Koeffizient fiir Bewuchs 25
3.2.5 FlieGwiderstand infolge Geometrie- und Rauheitsgliederung 33
3.3 Verfahren zur Bercchnung des FlicBwidcrstandes infolge Miiandrierung 37
3.4 Vcrfahrcn zur Bercchnung des FlicBvviderstandes bei gcometrischer Anderung des
FlieBquerschnittes 39
40
41
3.5 Vcrfahrcn zur Bercchnung ortlichcr Verluste
3.5.1 Einzelhindernisse
3.5.2 Plbtzlichc Querschnittsiinderung an Ein- und Ausliiufen 42
3.5.3 Tauchwand 43
3.5.4 Rechen ^
3.5.5 Plbtzliche Aufweitung an Sohlsprtingen 44
3.6 Vcrfahrcn zur Bercchnung dcr Verluste an Wchren 45
• 3.6.1 Dcr Uberfallbeiwert an Wehren mit vollkommenem Oberfall 46
3.6.2 Der Uberfallbeiwert an Wehren mit unvollkommenem Uberfall 55
I aI Der hydrauhsche Verlust an Wehren mit stromendem AbfluB (Sohlschwellenstromung) 57
Die Berechnung des Oberwasserspiegels an Wehren mit unterschiedlichen Kvonenhohen 58
3.7 Vcrfahrcn zur Bercchnung der Verluste an Schutzen
3.7.1 Schutz mit freiem AblluG
Inhalt
VII
3.7.2 Schutz mit gestautem DurchfluB 61
3.8 Verfahren zur Berechnung dcr Verluste an Briicken und Durchlassen 65
3.8.1 FreierAbfluB 65
3.8.2 Eingestaute Briicke mit freiem AbfluB unter der Briicke 69
3.8.3 Eingestautes Briickenbauwerk mit riickgestautem AbfluB 70
3.8.4 Uberstromtes Briickenbauwerk mit vollkommenem Uberfall 70
3.8.5 Uberstromtes Briickenbauwerk mit unvollkommenem Uberfall 72
4. HINWEISE FUR DIE ERHEBUNG DER DATENGRUNDLAGE 74
4.1 Vermessung 74
4.1.1 Auswahl der Profile 74
4.1.2 Vermessung der Profile 75
4.1.3 Vermessungsbegleitende Daten 76
4.2 Schatzung der hydraulischen Parameter 77
4.2.1 Sohlrauheiten und FlieBwiderstande durch Bewuchs 77
4.2.2 Klassifizierung von Informationen 79
4.3 Erfassung von Bauwerken 79
4.4 Langsschnittdaten 81
4.5 Daten aus digitalen Hohenmodcllen odcr Befliegungcn 81
5. PRAKTISCHE HINWEISE ZUR BERECHNUNG DER WASSERSPIEGELLINIE 84
5.1 Kalibrierung von lD-WasserspiegellinienmodeUen 84
5.1.1 Allgemeine Hinweise 84
5.1.2 Grundlagen des Kalibrierungskonzeptes 86
5.1.3 Durchfiihrung der Kalibrierung 92
5.2 Allgemeine Probleme bei Wasserspiegellinienbercchnungen 100
5.2.1 Berechnungsprogramm - Prograinmfehler 100
5.2.2 Ungeeignete Datengrundlage 100
5.2.3 Berechnungsprogramme und Verfahrensgrenzen 102
5.2.4 Fehlerhafte Formulierung der Aufgabenstellung 102
5.2.5 Vermeidung von Berechnungs- und Anwendungsfehlern 103
5.3 EDV-technische Anforderungcn an Spicgellinienmodelle 103
6. ANWENDUNGSBEISPIELE 107
7. VERZEICHNIS DER SYMBOLE 111
8. LITERATURVERZEICHNIS
116
VIII
JSund der Ingenieure fur Wasserwirtscbaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau (BWK) e.V.
Merkblalt 1: Hydraulische Berechnung von naturnahen Flieflgewassern, Tcil 1
ANHANG
A1 Beispiel 1: Grosser Bach im Bergland Al-1
1-1 Allgemeine Beschreibung der Gewiissersituation Al-1
1-2 Morphologische und geometrische Verhaltnisse Al-1
1-3 Das hydraulische System Al-4
1-4 Abschiitzen der hydraulischen Parameter Al-7
1-5 Berechnungsergebnisse Al-8
A2 Beispiel 2: Grosser FIuB im Bergland A2-1
2-1 Allgemeine Beschreibung der Gewiissersituation A2-1
2-2 Morphologische und geometrische Verhaltnisse A2-2
2-3 Das hydraulische System A2-4
2-4 Abschiitzen der hydraulischen Parameter A2-5
2-5 Berechnungsergebnisse A2-6
A3 Beispiel 3: Kleiner Bach im Flachland - Sandgebiet A3-1
3-1 Allgemeine Beschreibung der Gewiissersituation A3-1
3-2 Morphologische und geometrische Verhaltnisse A3-2
3-3 Das hydraulische System A3-4
3-4 Abschiitzen der hydraulischen Parameter A3-5
3-5 Berechnungsergebnisse A3-6
A4 Beispiel 4; Kleiner FJuJ3 im Bergland A4-1
4-1 Allgemeine Beschreibung der Gewiissersituation A4-1
4-2 Morphologische und geometrische Verhaltnisse A4-2
4-3 Das hydraulische System A4-5
4-4 Abschiitzen der hydraulischen Parameter A4-7
4-5 Berechnungsergebnisse A4-11
A5 Beispiel 5: Kleiner Bach im Flachland - Sandgebiet A5-1
5-1 Allgemeine Beschreibung der Gewassersituation A5-1
5-2 Morphologische und geometrische VerhiiKnisse
5-3 Das hydraulische System
5-4 Abschiitzen der hydraulischen Parameter A5-8
5-5 Berechnungsergebnisse A5 Q
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