Verfügbarkeit: Handbuch der Hydraulik für Wasserbau und Wasserwirtschaft

Handbuch der Hydraulik für Wasserbau und Wasserwirtschaft:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Aigner, Detlef 1951- (VerfasserIn), Bollrich, Gerhard 194X- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin ; Wien ; Zürich Beuth Verlag GmbH 2021
Ausgabe:	2., überarbeitete Auflage
Schriftenreihe:	Beuth Praxis
Schlagworte:	Wasserbau Hydromechanik
Online-Zugang:	http://www.beuth.de/cmd?level=tpl-langanzeige&websource=vlb&smoid=338450951 Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XIII, 513 Seiten Illustrationen, Diagramme 17 cm x 24 cm
ISBN:	9783410307488 3410307486

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 ALLGEMEINES . 1 1.1 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG . 1 1.2 FORMELZEICHEN UND EINHEITEN IN DER HYDRAULIK . 2 1.2.1 BASISGROESSEN DER SI-EINHEITEN . 2 1.2.2 SYMBOLVERZEICHNIS . 3 1.3 DEZIMALE VIELFACHE VON EINHEITEN . 7 1.4 GRIECHISCHES UND KYRILLISCHES (RUSSISCHES) ALPHABET, ROEMISCHE ZIFFERN UND ZAHLEN . 7 1.5 UMRECHNUNG VON BRITISCHEN UND US-EINHEITEN IN METRISCHE EINHEITEN . 9 1.6 HISTORISCHE UND NICHT MEHR GEBRAEUCHLICHE EINHEITEN . 12 1.7 UMRECHNUNGEN WICHTIGER EINHEITEN . 12 2 MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN IN DER HYDRAULIK, WICHTIGE GEOMETRISCHE WERTE . 15 2.1 WICHTIGE ZAHLENWERTE . 15 2.2 TRIGONOMETRIE . 15 2.2.1 ALLGEMEINES DREIECK . 15 2.2.2 RECHTWINKLIGES DREIECK . 15 2.2.3 UMRECHNUNGEN DER WINKELFUNKTIONEN . 16 2.3 WICHTIGE FUNKTIONEN . 16 2.3.1 QUADRATISCHE GLEICHUNG . 16 2.3.2 KUBISCHE GLEICHUNG . 16 2.3.3 NEWTONSCHES NAEHERUNGSVERFAHREN . 17 2.3.4 TAYLOR-REIHE . 17 2.3.5 EXPONENTIALFUNKTION . 18 2.4 UMRECHNUNG VON GEFAELLE UND BOESCHUNGSNEIGUNG . 18 2.5 FLAECHENBERECHNUNG (AUSWAHL) . 19 2.6 VOLUMENBERECHNUNG (AUSWAHL) . 22 2.7 GEOMETRIE VON GERINNE-QUERSCHNITTEN MIT OFFENEM WASSERSPIEGEL . 23 2.7.1 OFFENE GERINNE . 24 2.7.2 GENORMTE KANALQUERSCHNITTE BEI VOLLFULLUNG NACH DIN 4263:2011-06 . 25 2.8 SCHWERPUNKT S, FLAECHENTRAEGHEITSMOMENT UND ZENTRIFUGALMOMENT . 27 2.9 HYDRAULISCH GUENSTIGE FLIESSQUERSCHNITTE . 28 3 PHYSIKALISCHE GROESSEN UND EINHEITEN . 33 3.1 SCHWEREBESCHLEUNIGUNG . 33 3.2 CORIOLISKRAFT . 34 3.3 GEZEITEN . 35 3.4 EIGENSCHAFTEN DES WASSERS . 37 3.4.1 DICHTE . 37 3.4.2 DICHTEVERAENDERUNGEN DURCH BEIMENGUNGEN . 39 3.4.3 RELATIVE RAUMAENDERUNG DES WASSERS . 41 H ANDBUCH DER H YDRAULIK 3.4.4 DAMPFDRUCK DES WASSERS . 41 3.4.5 VISKOSITAET VON WASSER . 42 3.4.6 VOLUMENELASTIZITAET . 43 3.4.7 DRUCKWELLENGESCHWINDIGKEIT . 43 3.4.8 OBERFLAECHENSPANNUNG UND KAPILLARITAET . 46 3.5 MATERIALWERTE WEITERER FLUESSIGKEITEN UND GASE . 48 3.6 MATERIALWERTE VON ROHRLEITUNGEN UND BAUSTOFFEN . 49 3.7 SINK-, FALL UND STEIGGESCHWINDIGKEIT . 50 3.7.1 ALLGEMEINER ANSATZ . 50 3.7.2 SINK BZW. ABSETZGESCHWINDIGKEIT VON FESTSTOFFEN IN WASSER . 54 3.7.3 FALLGESCHWINDIGKEIT VON WASSERTROPFEN IN LUFT . 58 3.7.4 STEIGGESCHWINDIGKEIT VON LUFTBLASEN IM WASSER . 59 3.8 DRUCK . 61 3.8.1 DEFINITION DER DRUCK-EINHEITEN . 61 3.8.2 ATMOSPHAERENDRUCK . 62 3.8.3 ABSOLUTDRUCK UND BEZUGSDRUCK . 64 3.8.4 DAMPFDRUCK, HALTEDRUCK UND KAVITATION . 65 3.8.5 DRUCKMESSUNG . 67 4 HYDROSTATIK . 69 4.1 DEFINITIONEN . 69 4.2 HYDROSTATISCHE DRUCKKRAFT AUF EBENE FLAECHEN . 71 4.2.1 SENKRECHTE SEITENFLAECHEN . 71 4.2.2 KONSTRUKTIVE LASTAUFTEILUNG . 73 4.2.3 GENEIGTE SEITENFLAECHEN . 75 4.2.4 HORIZONTALE BODENFLAECHEN, HYDROSTATISCHES PARADOXON . 77 4.2.5 EBENE FLAECHEN UNTERHALB DES WASSERSPIEGELS . 78 4.3 ZERLEGUNG DER DRUCKKRAFT IN HORIZONTALE UND VERTIKALE ANTEILE . 81 4.3.1 GENEIGTE SEITENFLAECHEN . 82 4.3.2 POLYGONARTIGE STAUWAND . 83 4.3.3 EINFACH GEKRUEMMTE STAUWAND . 84 4.3.4 KREISZYLINDERFLAECHEN . 86 4.4 INNENDRUCK VON BEHAELTERN, KESSELFORMEL . 91 4.5 FLUESSIGKEITSMANOMETER . 92 4.6 NIVEAUFLAECHEN . 94 4.6.1 KOMMUNIZIERENDE GEFAESSE . 95 4.6.2 NIVEAUFLAECHE IN GLEICHMAESSIG BESCHLEUNIGTEN GEFAESSEN . 95 4.6.3 NIVEAUFLAECHE IN ROTIERENDEN BEHAELTERN . 96 4.6.4 WASSERSPIEGELLAGE IN GERINNEKRUEMMUNGEN . 98 4.7 AUFTRIEB . 99 4.7.1 IM WASSER EINGETAUCHTE KOERPER . 99 4.7.2 HYDROSTATISCHER AUFTRIEB AUF BAUWERKE . 100 4.7.3 HYDRODYNAMISCHER AUFTRIEB AUF BAUWERKE . 101 VIII I NHALTSVERZEICHNIS 4.8 SCHWIMMEN UND SCHWIMMSTABILITAET . 102 4.8.1 NACHWEIS DER SCHWIMMFAEHIGKEIT . 102 4.8.2 NACHWEIS DER SCHWIMMSTABILITAET . 103 4.9 HYDRAULISCHE PRESSE . 107 5 HYDRODYNAMISCHE GRUNDGLEICHUNGEN . 109 5.1 EINFUEHRUNG . 109 5.2 BEGRIFFE UND DEFINITIONEN . 110 5.3 KONTINUITAET . 113 5.4 ALLGEMEINE STROEMUNGSGLEICHUNGEN . 115 5.5 BERNOULLI-GLEICHUNG . 118 5.6 FLIESSWECHSEL . 119 5.7 WELLENAUSBREITUNG . 121 5.8 FLACHWASSERGLEICHUNGEN . 122 5.9 SAINT-VENANT-GLEICHUNGEN . 123 5.10 ABFLUSSFORMELN . 124 5.11 IMPULS-UND STUETZKRAEFTE . 125 5.12 AUSGLEICHSBEIWERTE . 127 5.13 FILTERGESETZ VON DARCY . 128 6 DRUCKROHRSTROEMUNG . 129 6.1 EINLEITUNG . 129 6.2 ENERGIE UND DRUCKLINIE (DURCHFLUSSBERECHNUNG) . 129 6.3 FLIESSARTEN, GESCHWINDIGKEITSPROFILE UND REIBUNGSBEIWERT . 133 6.3.1 LAMINARE ROHRSTROEMUNG . 133 6.3.2 TURBULENTE ROHRSTROEMUNG . 134 6.3.3 REIBUNGSBEIWERT IM TURBULENTEN BEREICH . 137 6.4 ABSOLUTE UND RELATIVE HYDRAULISCHE RAUHEIT . 142 6.5 SS-RF-Z-TAFELN ZUR DURCHFLUSSERMITTLUNG . 143 6.6 DRUCKROHRSORTIMENT NACH DIN (AUSWAHL) . 146 6.7 NICHT KREISFOERMIGE QUERSCHNITTE . 155 6.8 VERKRUSTUNG UND ALTERUNG VON ROHREN . 158 6.9 OERTLICHE VERLUSTE IN ROHRLEITUNGSELEMENTEN UND ARMATUREN . 160 6.9.1 VERLUSTE DURCH QUERSCHNITTSAENDERUNGEN . 161 6.9.2 VERLUSTE DURCH RICHTUNGSAENDERUNGEN . 169 6.9.3 EINLAUFVERLUSTE . 171 6.9.4 AUSLAUFVERLUSTE . 176 6.9.5 VEREINIGUNGSVERLUSTE . 177 6.9.6 VERZWEIGUNGSVERLUSTE . 183 6.9.7 INTEGRALER VERLUSTBEIWERT DER ROHRVERZWEIGUNG . 185 6.9.8 VERLUSTE AN ARMATUREN . 187 6.10 LUFTEINSCHLUSS UND TEILFUELLUNG . 198 6.11 WASSERABZUG UND WASSERVERTEILUNG . 200 6.11.1 STROMVEREINIGUNG . 200 IX H ANDBUCH DER H YDRAULIK 6.11.2 WASSERABZUG MIT GELOCHTEN ROHREN . 201 6.11.3 STROMTRENNUNG . 202 6.11.4 WASSERVERTEILUNG . 202 6.12 PUMPEN UND TURBINENLEITUNGEN . 203 6.12.1 PUMPENLEITUNGEN . 203 6.12.2 PUMPENSONDERFORM: DRUCKLUFTHEBER . 211 6.12.3 TURBINENLEITUNGEN . 215 6.12.4 HYDRAULIK DER PUMPSPEICHERUNG . 218 6.13 HYDRAULISCHE BERECHNUNG VON ROHRNETZEN . 221 6.13.1 WIRTSCHAFTLICHE FLIESSGESCHWINDIGKEIT UND WIRTSCHAFTLICHER DURCHMESSER . 222 6.13.2 NETZAUFBAU . 225 6.13.3 HYDRAULISCHE KENNLINIEN . 226 6.13.4 BERECHNUNGSREGELN . 230 6.13.5 BERECHNUNGS VERFAHREN . 230 6.14 DRUCKSTOSS . 232 6.14.1 URSACHEN UND PHAENOMENE . 232 6.14.2 BERECHNUNGSANSAETZE . 234 6.14.3 DRUCKSTOSSVERMINDERUNG . 237 7 FREISPIEGELSTROEMUNG . 239 7.1 ALLGEMEINES, BEGRIFFE . 239 7.2 FLIESSFORMELN . 242 7.2.1 FLIESSFORMEL NACH GAUCKLER-MANNING-STRICKLER (GMS-FORMEL) . 243 7.2.2 FLIESSFORMEL NACH DARCY UND WEISBACH . 249 7.2.3 EINFLUSS DER QUERSCHNITTSFORMEN AUF DIE ABFLUSSBERECHNUNG . 252 7.2.4 ABFLUSSKURVEN . 254 7.3 ABFLUSS IN TEILGEFUELLTEN, GESCHLOSSENEN LEITUNGEN . 256 7.3.1 GENORMTE KANALQUERSCHNITTE . 256 7.3.2 ZUSCHLAEGEN GESCHLOSSENER LEITUNGEN BEI TEILFUELLUNG . 262 7.3.3 ABFLUSS IN DURCHLAESSEN UNTER VERKEHRSWEGEN . 262 7.4 SCHIESSEN UND STROEMEN . 267 7.4.1 DER KRITISCHE FLIESSZUSTAND . 268 7.4.2 DIE BEDEUTUNG DER FROUDE-ZAHL . 274 7.4.3 HYDRAULISCHE EFFEKTE BEIM FLIESSWECHSEL STROEMEN-SCHIESSEN . 275 7.4.4 DER WECHSELSPRUNG (HYDRAULIC JUMP) . 276 7.4.5 ERMITTLUNG DER RANDBEDINGUNG ( \| UND H\ AM UEBERSTROEMTEN WEHR . 277 7.4.6 FLIESSWECHSEL DURCH VERRINGERUNG DES FLIESSQUERSCHNITTES . 280 7.4.7 FLIESSWECHSEL DURCH ERHOEHTE RAUHEIT UND STOERSTEINE . 282 7.4.8 FLIESSWECHSEL AN UNTERSTROEMTEN VERSCHLUESSEN . 283 7.5 SCHUBSPANNUNG UND SOHLBEWEGUNG . 283 7.5.1 DEFINITION DER SCHUBSPANNUNG . 283 7.5.2 KRITISCHE SCHUBSPANNUNG UND KRITISCHE GESCHWINDIGKEIT . 285 7.5.3 GESCHIEBETRANSPORT . 288 X I NHALTSVERZEICHNIS 7.6 LOKALE VERLUSTE . 290 7.6.1 EINLAUFVERLUSTE . 290 7.6.2 GERINNEUEBERGAENGE . 291 7.6.3 KRUEMMUNGEN . 293 7.6.4 EINBAUTEN (PFEILERSTAU) . 295 7.7 STAU UND SENKUNGSLINIEN . 296 7.8 INSTATIONAERE FREISPIEGELSTROEMUNGEN - SCHWALL UND SUNKWELLEN . 303 7.8.1 ALLGEMEINES . 303 7.8.2 BERECHNUNGSANSATZ SCHWALLWELLE . 305 7.8.3 SUNKWELLE, BERECHNUNGSANSATZ . 306 7.8.4 SCHWALL UND SUNK IM RECHTECKQUERSCHNITT . 306 7.8.5 NAEHERUNGSBERECHNUNGEN . 307 7.8.6 SCHWALL IN BELIEBIG GEFORMTEN GERINNEQUERSCHNITTEN . 308 7.8.7 ITERATIVE BERECHNUNG DER SUNKWELLEN . 309 7.8.8 VERFORMUNG VON SCHWALLWELLEN . 310 7.8.9 BERECHNUNGSBEISPIEL . 312 7.8.10 MASSNAHMEN ZUM SCHWALLABSCHLAG . 316 7.9 AUSFLUSS AUS OEFFNUNGEN UND UNTER SCHUETZEN . 317 7.9.1 BODENOEFFNUNGEN . 318 7.9.2 SEITENOEFFNUNG . 319 7.9.3 AUSFLUSS UNTER SCHUETZEN . 321 7.9.4 RUECKGESTAUTER AUSFLUSS . 325 7.9.5 RUECKGESTAUTER AUSFLUSS AUS SEITENOEFFNUNGEN UND SCHLITZEN . 328 8 UEBERFAELLE UND HOCHWASSERENTLASTUNGSANLAGEN . 329 8.1 EINLEITUNG UEBERFAELLE . 329 8.2 UEBERFALLFORMEL . 331 8.3 UEBERFALLBEIWERT . 332 8.3.1 BASISWERT//O . 332 8.3.2 BEIWERT DER ZULAUFGESCHWINDIGKEIT . 335 8.3.3 BEIWERT // 2 DER VERLUSTE DURCH STRAHLEINSCHNUERUNG UND ABLOESUNG . 338 8.3.4 EINFLUSS DES STRAHLDRUCKES - BEIWERT 7/3. 339 8.3.5 DER UNVOLLKOMMENE UEBERFALL - BEIWERT . 339 8.3.6 EINFLUSS DER SCHRAEGEN ANSTROEMUNG - BEIWERT 5 . 340 8.3.7 EINFLUSS VON PFEILERN UND SEITENEINSCHNUERUNG - BEIWERT 7/5 . 342 8.4 RECHTECKUEBERFALL . 344 8.4.1 BREITKRONIGER UEBERFALL . 345 8.4.2 SCHARFKANTIGER UEBERFALL . 347 8.4.3 BEWEGLICHER UEBERFALL . 349 8.4.4 ZYLINDERWEHR . 352 8.4.5 SCHMALKRONIGER UEBERFALL . 354 8.4.6 STANDARDUEBERFALL . 356 8.4.7 DACHWEHR . 359 XI H ANDBUCH DER H YDRAULIK 8.4.8 SCHLAUCHWEHR . 359 8.5 DREIECKUEBERFALL . 360 8.6 PARABELUEBERFALL . 362 8.7 KREISUEBERFALL . 362 8.8 PROPORTIONALUEBERFALL . 364 8.9 EXPONENTIALUEBERFALL . 365 8.10 ZUSAMMENGESETZTE MESSWEHRE . 366 8.11 STREICHWEHR . 367 8.12 PIANO-WEHR . 369 8.13 TIROLER WEHR . 370 8.14 HEBERUEBERFALL . 370 8.14.1 VERGLEICH HEBERUEBERFALL - NORMALER UEBERFALL . 370 8.14.2 GRENZBEDINGUNG UNTERDRUECK IM HEBERSCHEITEL . 371 8.14.3 ARBEITSZYKLUS EINES UND MEHRERER HEBER . 372 8.14.4 ABFLUSSSTEUERUNG DURCH GESTAFFELTE HEBER . 373 8.14.5 ABFLUSSSTEUERUNG DURCH BELUEFTUNG DES HEBERS . 374 8.15 RINGFOERMIGE UEBERFAELLE . 377 8.15.1 SCHACHTUEBERFALL . 378 8.15.2 VERSTURZLEITUNG . 390 8.15.3 WIRBELFALLSCHACHT . 391 8.16 SAMMELRINNE . 394 8.17 UEBERGANGSRINNEN UND SCHUSSRINNEN . 400 8.17.1 WASSERSPIEGELLAGENBERECHNUNG . 400 8.17.2 LUFTAUFNAHME IN SCHUSSRINNEN . 401 8.17.3 STOSSWELLEN . 405 8.17.4 KRUEMMUNGSEINFLUSS .408 8.17.5 KAVITATION IN SCHUSSRINNEN . 408 8.17.6 SCHUSSRINNENBELUEFTER . 409 8.17.7 BEISPIEL SCHUSSRINNE . 410 8.18 TREPPEN UND KASKADEN . 412 8.19 WURFSTRAHL UND KOLKBILDUNG . 417 8.20 TOSBECKEN . 421 8.20.1 FORMEN DES WECHSELSPRUNGES . 421 8.20.2 DIE KONJUGIERTEN WASSERTIEFEN . 422 8.20.3 DER ENERGIEVERLUST DES EINFACHEN WECHSELSPRUNGES . 423 8.20.4 TOSBECKEN . 423 8.20.5 TOSBECKENFORMEN . 424 8.20.6 BEISPIEL TOSBECKENBERECHNUNG . 427 8.21 GRUNDABLASS UND ENTNAHMEEINRICHTUNG . 428 9 WASSERSTRAHLEN . 435 9.1 WASSERSTRAHLEN IN DER LUFT . 435 9.1.1 SENKRECHTER WASSERSTRAHL IN DER LUFT . 436 XII I NHALTSVERZEICHNIS 9.1.2 SCHRAEGER WASSERSTRAHL IN DER LUFT - WURFSTRAHL . 441 9.1.3 WURFSTRAHL BEI HOCHWASSERENTLASTUNGSANLAGEN . 445 9.2 WASSERSTRAHLEN IM WASSER . 445 9.2.1 FREISTRAHL IN UNBEGRENZTEM RAUM . 446 9.2.2 UMGELENKTER FREISTRAHL . 447 9.2.3 FREISTRAHL IN BEGRENZTEM RAUM MIT FREIEM WASSERSPIEGEL . 450 9.3 STRAHLAUSBREITUNG IN EINER QUERSTROEMUNG . 451 10 SIEKER UND GRUNDWASSERSTROEMUNGEN . 453 10.1 BEGRIFFE UND DEFINITIONEN . 453 10.1.1 POROSITAET . 453 10.1.2 SUFFOSION, EROSION UND KOLMATION . 455 10.1.3 DURCHLAESSIGKEITSBEIWERT . 456 10.1.4 FILTER UND FILTERAUFBAU . 461 10.1.5 KAPILLARE STEIGHOEHE . 463 10.2 GRUNDWASSER-STROEMUNGSGLEICHUNGEN . 464 10.3 BRUNNENENTNAHME . 466 10.3.1 UNGESPANNTES GRUNDWASSER . 467 10.3.2 GESPANNTES GRUNDWASSER . 468 10.3.3 BEISPIEL BRUNNEN . 469 10.4 STROM UND POTENTIALLINIENNETZ . 470 10.5 SOHLWASSERDRUCK . 472 10.6 DURCHSTROEMUNG EINES ERDDAMMES . 477 10.7 HYDRAULISCHER GRUNDBRUCH . 481 10.8 GEOTEXTILE FILTER . 483 10.9 STOFFTRANSPORT IM GRUNDWASSER . 485 LITERATURVERZEICHNIS . 487 STICHWORTVERZEICHNIS . 505 XIII
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 ALLGEMEINES . 1 1.1 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG . 1 1.2 FORMELZEICHEN UND EINHEITEN IN DER HYDRAULIK . 2 1.2.1 BASISGROESSEN DER SI-EINHEITEN . 2 1.2.2 SYMBOLVERZEICHNIS . 3 1.3 DEZIMALE VIELFACHE VON EINHEITEN . 7 1.4 GRIECHISCHES UND KYRILLISCHES (RUSSISCHES) ALPHABET, ROEMISCHE ZIFFERN UND ZAHLEN . 7 1.5 UMRECHNUNG VON BRITISCHEN UND US-EINHEITEN IN METRISCHE EINHEITEN . 9 1.6 HISTORISCHE UND NICHT MEHR GEBRAEUCHLICHE EINHEITEN . 12 1.7 UMRECHNUNGEN WICHTIGER EINHEITEN . 12 2 MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN IN DER HYDRAULIK, WICHTIGE GEOMETRISCHE WERTE . 15 2.1 WICHTIGE ZAHLENWERTE . 15 2.2 TRIGONOMETRIE . 15 2.2.1 ALLGEMEINES DREIECK . 15 2.2.2 RECHTWINKLIGES DREIECK . 15 2.2.3 UMRECHNUNGEN DER WINKELFUNKTIONEN . 16 2.3 WICHTIGE FUNKTIONEN . 16 2.3.1 QUADRATISCHE GLEICHUNG . 16 2.3.2 KUBISCHE GLEICHUNG . 16 2.3.3 NEWTONSCHES NAEHERUNGSVERFAHREN . 17 2.3.4 TAYLOR-REIHE . 17 2.3.5 EXPONENTIALFUNKTION . 18 2.4 UMRECHNUNG VON GEFAELLE UND BOESCHUNGSNEIGUNG . 18 2.5 FLAECHENBERECHNUNG (AUSWAHL) . 19 2.6 VOLUMENBERECHNUNG (AUSWAHL) . 22 2.7 GEOMETRIE VON GERINNE-QUERSCHNITTEN MIT OFFENEM WASSERSPIEGEL . 23 2.7.1 OFFENE GERINNE . 24 2.7.2 GENORMTE KANALQUERSCHNITTE BEI VOLLFULLUNG NACH DIN 4263:2011-06 . 25 2.8 SCHWERPUNKT S, FLAECHENTRAEGHEITSMOMENT UND ZENTRIFUGALMOMENT . 27 2.9 HYDRAULISCH GUENSTIGE FLIESSQUERSCHNITTE . 28 3 PHYSIKALISCHE GROESSEN UND EINHEITEN . 33 3.1 SCHWEREBESCHLEUNIGUNG . 33 3.2 CORIOLISKRAFT . 34 3.3 GEZEITEN . 35 3.4 EIGENSCHAFTEN DES WASSERS . 37 3.4.1 DICHTE . 37 3.4.2 DICHTEVERAENDERUNGEN DURCH BEIMENGUNGEN . 39 3.4.3 RELATIVE RAUMAENDERUNG DES WASSERS . 41 H ANDBUCH DER H YDRAULIK 3.4.4 DAMPFDRUCK DES WASSERS . 41 3.4.5 VISKOSITAET VON WASSER . 42 3.4.6 VOLUMENELASTIZITAET . 43 3.4.7 DRUCKWELLENGESCHWINDIGKEIT . 43 3.4.8 OBERFLAECHENSPANNUNG UND KAPILLARITAET . 46 3.5 MATERIALWERTE WEITERER FLUESSIGKEITEN UND GASE . 48 3.6 MATERIALWERTE VON ROHRLEITUNGEN UND BAUSTOFFEN . 49 3.7 SINK-, FALL UND STEIGGESCHWINDIGKEIT . 50 3.7.1 ALLGEMEINER ANSATZ . 50 3.7.2 SINK BZW. ABSETZGESCHWINDIGKEIT VON FESTSTOFFEN IN WASSER . 54 3.7.3 FALLGESCHWINDIGKEIT VON WASSERTROPFEN IN LUFT . 58 3.7.4 STEIGGESCHWINDIGKEIT VON LUFTBLASEN IM WASSER . 59 3.8 DRUCK . 61 3.8.1 DEFINITION DER DRUCK-EINHEITEN . 61 3.8.2 ATMOSPHAERENDRUCK . 62 3.8.3 ABSOLUTDRUCK UND BEZUGSDRUCK . 64 3.8.4 DAMPFDRUCK, HALTEDRUCK UND KAVITATION . 65 3.8.5 DRUCKMESSUNG . 67 4 HYDROSTATIK . 69 4.1 DEFINITIONEN . 69 4.2 HYDROSTATISCHE DRUCKKRAFT AUF EBENE FLAECHEN . 71 4.2.1 SENKRECHTE SEITENFLAECHEN . 71 4.2.2 KONSTRUKTIVE LASTAUFTEILUNG . 73 4.2.3 GENEIGTE SEITENFLAECHEN . 75 4.2.4 HORIZONTALE BODENFLAECHEN, HYDROSTATISCHES PARADOXON . 77 4.2.5 EBENE FLAECHEN UNTERHALB DES WASSERSPIEGELS . 78 4.3 ZERLEGUNG DER DRUCKKRAFT IN HORIZONTALE UND VERTIKALE ANTEILE . 81 4.3.1 GENEIGTE SEITENFLAECHEN . 82 4.3.2 POLYGONARTIGE STAUWAND . 83 4.3.3 EINFACH GEKRUEMMTE STAUWAND . 84 4.3.4 KREISZYLINDERFLAECHEN . 86 4.4 INNENDRUCK VON BEHAELTERN, KESSELFORMEL . 91 4.5 FLUESSIGKEITSMANOMETER . 92 4.6 NIVEAUFLAECHEN . 94 4.6.1 KOMMUNIZIERENDE GEFAESSE . 95 4.6.2 NIVEAUFLAECHE IN GLEICHMAESSIG BESCHLEUNIGTEN GEFAESSEN . 95 4.6.3 NIVEAUFLAECHE IN ROTIERENDEN BEHAELTERN . 96 4.6.4 WASSERSPIEGELLAGE IN GERINNEKRUEMMUNGEN . 98 4.7 AUFTRIEB . 99 4.7.1 IM WASSER EINGETAUCHTE KOERPER . 99 4.7.2 HYDROSTATISCHER AUFTRIEB AUF BAUWERKE . 100 4.7.3 HYDRODYNAMISCHER AUFTRIEB AUF BAUWERKE . 101 VIII I NHALTSVERZEICHNIS 4.8 SCHWIMMEN UND SCHWIMMSTABILITAET . 102 4.8.1 NACHWEIS DER SCHWIMMFAEHIGKEIT . 102 4.8.2 NACHWEIS DER SCHWIMMSTABILITAET . 103 4.9 HYDRAULISCHE PRESSE . 107 5 HYDRODYNAMISCHE GRUNDGLEICHUNGEN . 109 5.1 EINFUEHRUNG . 109 5.2 BEGRIFFE UND DEFINITIONEN . 110 5.3 KONTINUITAET . 113 5.4 ALLGEMEINE STROEMUNGSGLEICHUNGEN . 115 5.5 BERNOULLI-GLEICHUNG . 118 5.6 FLIESSWECHSEL . 119 5.7 WELLENAUSBREITUNG . 121 5.8 FLACHWASSERGLEICHUNGEN . 122 5.9 SAINT-VENANT-GLEICHUNGEN . 123 5.10 ABFLUSSFORMELN . 124 5.11 IMPULS-UND STUETZKRAEFTE . 125 5.12 AUSGLEICHSBEIWERTE . 127 5.13 FILTERGESETZ VON DARCY . 128 6 DRUCKROHRSTROEMUNG . 129 6.1 EINLEITUNG . 129 6.2 ENERGIE UND DRUCKLINIE (DURCHFLUSSBERECHNUNG) . 129 6.3 FLIESSARTEN, GESCHWINDIGKEITSPROFILE UND REIBUNGSBEIWERT . 133 6.3.1 LAMINARE ROHRSTROEMUNG . 133 6.3.2 TURBULENTE ROHRSTROEMUNG . 134 6.3.3 REIBUNGSBEIWERT IM TURBULENTEN BEREICH . 137 6.4 ABSOLUTE UND RELATIVE HYDRAULISCHE RAUHEIT . 142 6.5 SS-RF-Z-TAFELN ZUR DURCHFLUSSERMITTLUNG . 143 6.6 DRUCKROHRSORTIMENT NACH DIN (AUSWAHL) . 146 6.7 NICHT KREISFOERMIGE QUERSCHNITTE . 155 6.8 VERKRUSTUNG UND ALTERUNG VON ROHREN . 158 6.9 OERTLICHE VERLUSTE IN ROHRLEITUNGSELEMENTEN UND ARMATUREN . 160 6.9.1 VERLUSTE DURCH QUERSCHNITTSAENDERUNGEN . 161 6.9.2 VERLUSTE DURCH RICHTUNGSAENDERUNGEN . 169 6.9.3 EINLAUFVERLUSTE . 171 6.9.4 AUSLAUFVERLUSTE . 176 6.9.5 VEREINIGUNGSVERLUSTE . 177 6.9.6 VERZWEIGUNGSVERLUSTE . 183 6.9.7 INTEGRALER VERLUSTBEIWERT DER ROHRVERZWEIGUNG . 185 6.9.8 VERLUSTE AN ARMATUREN . 187 6.10 LUFTEINSCHLUSS UND TEILFUELLUNG . 198 6.11 WASSERABZUG UND WASSERVERTEILUNG . 200 6.11.1 STROMVEREINIGUNG . 200 IX H ANDBUCH DER H YDRAULIK 6.11.2 WASSERABZUG MIT GELOCHTEN ROHREN . 201 6.11.3 STROMTRENNUNG . 202 6.11.4 WASSERVERTEILUNG . 202 6.12 PUMPEN UND TURBINENLEITUNGEN . 203 6.12.1 PUMPENLEITUNGEN . 203 6.12.2 PUMPENSONDERFORM: DRUCKLUFTHEBER . 211 6.12.3 TURBINENLEITUNGEN . 215 6.12.4 HYDRAULIK DER PUMPSPEICHERUNG . 218 6.13 HYDRAULISCHE BERECHNUNG VON ROHRNETZEN . 221 6.13.1 WIRTSCHAFTLICHE FLIESSGESCHWINDIGKEIT UND WIRTSCHAFTLICHER DURCHMESSER . 222 6.13.2 NETZAUFBAU . 225 6.13.3 HYDRAULISCHE KENNLINIEN . 226 6.13.4 BERECHNUNGSREGELN . 230 6.13.5 BERECHNUNGS VERFAHREN . 230 6.14 DRUCKSTOSS . 232 6.14.1 URSACHEN UND PHAENOMENE . 232 6.14.2 BERECHNUNGSANSAETZE . 234 6.14.3 DRUCKSTOSSVERMINDERUNG . 237 7 FREISPIEGELSTROEMUNG . 239 7.1 ALLGEMEINES, BEGRIFFE . 239 7.2 FLIESSFORMELN . 242 7.2.1 FLIESSFORMEL NACH GAUCKLER-MANNING-STRICKLER (GMS-FORMEL) . 243 7.2.2 FLIESSFORMEL NACH DARCY UND WEISBACH . 249 7.2.3 EINFLUSS DER QUERSCHNITTSFORMEN AUF DIE ABFLUSSBERECHNUNG . 252 7.2.4 ABFLUSSKURVEN . 254 7.3 ABFLUSS IN TEILGEFUELLTEN, GESCHLOSSENEN LEITUNGEN . 256 7.3.1 GENORMTE KANALQUERSCHNITTE . 256 7.3.2 ZUSCHLAEGEN GESCHLOSSENER LEITUNGEN BEI TEILFUELLUNG . 262 7.3.3 ABFLUSS IN DURCHLAESSEN UNTER VERKEHRSWEGEN . 262 7.4 SCHIESSEN UND STROEMEN . 267 7.4.1 DER KRITISCHE FLIESSZUSTAND . 268 7.4.2 DIE BEDEUTUNG DER FROUDE-ZAHL . 274 7.4.3 HYDRAULISCHE EFFEKTE BEIM FLIESSWECHSEL STROEMEN-SCHIESSEN . 275 7.4.4 DER WECHSELSPRUNG (HYDRAULIC JUMP) . 276 7.4.5 ERMITTLUNG DER RANDBEDINGUNG ( \| UND H\ AM UEBERSTROEMTEN WEHR . 277 7.4.6 FLIESSWECHSEL DURCH VERRINGERUNG DES FLIESSQUERSCHNITTES . 280 7.4.7 FLIESSWECHSEL DURCH ERHOEHTE RAUHEIT UND STOERSTEINE . 282 7.4.8 FLIESSWECHSEL AN UNTERSTROEMTEN VERSCHLUESSEN . 283 7.5 SCHUBSPANNUNG UND SOHLBEWEGUNG . 283 7.5.1 DEFINITION DER SCHUBSPANNUNG . 283 7.5.2 KRITISCHE SCHUBSPANNUNG UND KRITISCHE GESCHWINDIGKEIT . 285 7.5.3 GESCHIEBETRANSPORT . 288 X I NHALTSVERZEICHNIS 7.6 LOKALE VERLUSTE . 290 7.6.1 EINLAUFVERLUSTE . 290 7.6.2 GERINNEUEBERGAENGE . 291 7.6.3 KRUEMMUNGEN . 293 7.6.4 EINBAUTEN (PFEILERSTAU) . 295 7.7 STAU UND SENKUNGSLINIEN . 296 7.8 INSTATIONAERE FREISPIEGELSTROEMUNGEN - SCHWALL UND SUNKWELLEN . 303 7.8.1 ALLGEMEINES . 303 7.8.2 BERECHNUNGSANSATZ SCHWALLWELLE . 305 7.8.3 SUNKWELLE, BERECHNUNGSANSATZ . 306 7.8.4 SCHWALL UND SUNK IM RECHTECKQUERSCHNITT . 306 7.8.5 NAEHERUNGSBERECHNUNGEN . 307 7.8.6 SCHWALL IN BELIEBIG GEFORMTEN GERINNEQUERSCHNITTEN . 308 7.8.7 ITERATIVE BERECHNUNG DER SUNKWELLEN . 309 7.8.8 VERFORMUNG VON SCHWALLWELLEN . 310 7.8.9 BERECHNUNGSBEISPIEL . 312 7.8.10 MASSNAHMEN ZUM SCHWALLABSCHLAG . 316 7.9 AUSFLUSS AUS OEFFNUNGEN UND UNTER SCHUETZEN . 317 7.9.1 BODENOEFFNUNGEN . 318 7.9.2 SEITENOEFFNUNG . 319 7.9.3 AUSFLUSS UNTER SCHUETZEN . 321 7.9.4 RUECKGESTAUTER AUSFLUSS . 325 7.9.5 RUECKGESTAUTER AUSFLUSS AUS SEITENOEFFNUNGEN UND SCHLITZEN . 328 8 UEBERFAELLE UND HOCHWASSERENTLASTUNGSANLAGEN . 329 8.1 EINLEITUNG UEBERFAELLE . 329 8.2 UEBERFALLFORMEL . 331 8.3 UEBERFALLBEIWERT . 332 8.3.1 BASISWERT//O . 332 8.3.2 BEIWERT DER ZULAUFGESCHWINDIGKEIT . 335 8.3.3 BEIWERT // 2 DER VERLUSTE DURCH STRAHLEINSCHNUERUNG UND ABLOESUNG . 338 8.3.4 EINFLUSS DES STRAHLDRUCKES - BEIWERT 7/3. 339 8.3.5 DER UNVOLLKOMMENE UEBERFALL - BEIWERT . 339 8.3.6 EINFLUSS DER SCHRAEGEN ANSTROEMUNG - BEIWERT 5 . 340 8.3.7 EINFLUSS VON PFEILERN UND SEITENEINSCHNUERUNG - BEIWERT 7/5 . 342 8.4 RECHTECKUEBERFALL . 344 8.4.1 BREITKRONIGER UEBERFALL . 345 8.4.2 SCHARFKANTIGER UEBERFALL . 347 8.4.3 BEWEGLICHER UEBERFALL . 349 8.4.4 ZYLINDERWEHR . 352 8.4.5 SCHMALKRONIGER UEBERFALL . 354 8.4.6 STANDARDUEBERFALL . 356 8.4.7 DACHWEHR . 359 XI H ANDBUCH DER H YDRAULIK 8.4.8 SCHLAUCHWEHR . 359 8.5 DREIECKUEBERFALL . 360 8.6 PARABELUEBERFALL . 362 8.7 KREISUEBERFALL . 362 8.8 PROPORTIONALUEBERFALL . 364 8.9 EXPONENTIALUEBERFALL . 365 8.10 ZUSAMMENGESETZTE MESSWEHRE . 366 8.11 STREICHWEHR . 367 8.12 PIANO-WEHR . 369 8.13 TIROLER WEHR . 370 8.14 HEBERUEBERFALL . 370 8.14.1 VERGLEICH HEBERUEBERFALL - NORMALER UEBERFALL . 370 8.14.2 GRENZBEDINGUNG UNTERDRUECK IM HEBERSCHEITEL . 371 8.14.3 ARBEITSZYKLUS EINES UND MEHRERER HEBER . 372 8.14.4 ABFLUSSSTEUERUNG DURCH GESTAFFELTE HEBER . 373 8.14.5 ABFLUSSSTEUERUNG DURCH BELUEFTUNG DES HEBERS . 374 8.15 RINGFOERMIGE UEBERFAELLE . 377 8.15.1 SCHACHTUEBERFALL . 378 8.15.2 VERSTURZLEITUNG . 390 8.15.3 WIRBELFALLSCHACHT . 391 8.16 SAMMELRINNE . 394 8.17 UEBERGANGSRINNEN UND SCHUSSRINNEN . 400 8.17.1 WASSERSPIEGELLAGENBERECHNUNG . 400 8.17.2 LUFTAUFNAHME IN SCHUSSRINNEN . 401 8.17.3 STOSSWELLEN . 405 8.17.4 KRUEMMUNGSEINFLUSS .408 8.17.5 KAVITATION IN SCHUSSRINNEN . 408 8.17.6 SCHUSSRINNENBELUEFTER . 409 8.17.7 BEISPIEL SCHUSSRINNE . 410 8.18 TREPPEN UND KASKADEN . 412 8.19 WURFSTRAHL UND KOLKBILDUNG . 417 8.20 TOSBECKEN . 421 8.20.1 FORMEN DES WECHSELSPRUNGES . 421 8.20.2 DIE KONJUGIERTEN WASSERTIEFEN . 422 8.20.3 DER ENERGIEVERLUST DES EINFACHEN WECHSELSPRUNGES . 423 8.20.4 TOSBECKEN . 423 8.20.5 TOSBECKENFORMEN . 424 8.20.6 BEISPIEL TOSBECKENBERECHNUNG . 427 8.21 GRUNDABLASS UND ENTNAHMEEINRICHTUNG . 428 9 WASSERSTRAHLEN . 435 9.1 WASSERSTRAHLEN IN DER LUFT . 435 9.1.1 SENKRECHTER WASSERSTRAHL IN DER LUFT . 436 XII I NHALTSVERZEICHNIS 9.1.2 SCHRAEGER WASSERSTRAHL IN DER LUFT - WURFSTRAHL . 441 9.1.3 WURFSTRAHL BEI HOCHWASSERENTLASTUNGSANLAGEN . 445 9.2 WASSERSTRAHLEN IM WASSER . 445 9.2.1 FREISTRAHL IN UNBEGRENZTEM RAUM . 446 9.2.2 UMGELENKTER FREISTRAHL . 447 9.2.3 FREISTRAHL IN BEGRENZTEM RAUM MIT FREIEM WASSERSPIEGEL . 450 9.3 STRAHLAUSBREITUNG IN EINER QUERSTROEMUNG . 451 10 SIEKER UND GRUNDWASSERSTROEMUNGEN . 453 10.1 BEGRIFFE UND DEFINITIONEN . 453 10.1.1 POROSITAET . 453 10.1.2 SUFFOSION, EROSION UND KOLMATION . 455 10.1.3 DURCHLAESSIGKEITSBEIWERT . 456 10.1.4 FILTER UND FILTERAUFBAU . 461 10.1.5 KAPILLARE STEIGHOEHE . 463 10.2 GRUNDWASSER-STROEMUNGSGLEICHUNGEN . 464 10.3 BRUNNENENTNAHME . 466 10.3.1 UNGESPANNTES GRUNDWASSER . 467 10.3.2 GESPANNTES GRUNDWASSER . 468 10.3.3 BEISPIEL BRUNNEN . 469 10.4 STROM UND POTENTIALLINIENNETZ . 470 10.5 SOHLWASSERDRUCK . 472 10.6 DURCHSTROEMUNG EINES ERDDAMMES . 477 10.7 HYDRAULISCHER GRUNDBRUCH . 481 10.8 GEOTEXTILE FILTER . 483 10.9 STOFFTRANSPORT IM GRUNDWASSER . 485 LITERATURVERZEICHNIS . 487 STICHWORTVERZEICHNIS . 505 XIII
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Signatur:	1000 ZI 6710 A289(2)
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