Wie verändert der Anschluss eines Nebenarms die Hydraulik im Hauptgerinne und wie verändert dies die Morphologie im Hauptgerinne?
Verringerung der Fließgeschwindigkeit im Hauptgerinne → Reduzierung von Sohlschubspannungen und Sedimenttransport
Teil der Feststoffe sedimentiert bis ein neues hydraulisch-sedimentologisches Gleichgewicht erreicht ist
Endzustand des Hauptgerinnes: Sohlenauflandungen und Gefällezunahme
Erläutern Sie den Bewegungsablauf von Transportkörpern. Welche Sohlformen werden als Transportkörper bezeichnet? Nennen Sie drei.
Riffel, Dünen und Antidünen
Sedimente werden vorwiegend in den Vertiefungen zwischen den Formen erodiert, über den Rücken zum Kamm transportiert und teilweise in dessen Strömungsschatten abgelagert.
Skizzieren Sie (qualitativ) den Verlauf der Siebkurven für eine typische Ausgangs- und Deckschichtmischung und begründen Sie den Unterschied beider Kurvenverläufe.
Worin liegt der wesentliche Unterschied zwischen Geschiebe- und Schwebstofftransport?
Geschiebetransport = Schubspannungsgetrieben, kontinuierlicher Kontakt zur Sohle
Schwebstofftransport = Turbulenz hält die Partikel in Schwebe, in der Wassersäule
Warum kann der Erosionsprozess in kohäsivem Material bei gleich bleibender Sohlschubspannung zum Erliegen kommen?
Konsolidierung des Bodens
Welche Korngröße stellt den Übergang von rolligem Material zu kohäsivem Material dar und in welcher Form werden kohäsive Sedimente vorwiegend transportiert?
64 um
Schwebstoffe, Spülfracht
Nennen Sie negative Folgen der Flussbegradigung und Ziele der Neuorientierung des Gewässerausbaus.
Begradigung:
Zerstörung des ökologischen Gleichgewichts
Erhöhung der Hochwasserspiegellage
- Beschleunigung der Hochwasserwelle
Zunahme des Feststofftransports (Sohleintiefung)
Zerstörung Landschaftsbild
Absinken des Grundwasserspiegels
—> keine eigendynamische Entwicklung mehr
Neuorientierung:
Erhaltung natürlicher Strecken
Stabilisierung naturähnlicher Abschnitte
Rückbau kanalisierter Fluss- und Bachläufe
—> dem Fluss die Möglichkeit geben sich wieder selbst zu bewegen —> Lenkungsfunktion
Welche Faktoren bestimmen maßgeblich den Fließwiderstand?
Sohlstruktur und -material
Vegetation
Hindernisse
Laufform
QS-Änderungen
Skizzieren Sie die Wasserstands-Abflussbeziehung für ein kompaktes und für ein gegliedertes Gerinne und begründen Sie den Unterschied der Kurven. Beschriften Sie die Achsen inkl. der Einheiten.
In welche Anteile wird der Gesamtwiderstand aufgeteilt?
Reibungs- und Formwiderstand.
Der naturnahe Wasserbau hat das Ziel, die ökologischen Funktionen der Fließgewässer unter Berücksichtigung nutzungsorientierter Belange zu erhalten. Nennen Sie stichwortartig zwei übergeordnete Maßnahmen, die zur Erreichung dieses Ziels herangezogen werden können.
Nutzung und Kontrolle eines Gewässers unter Beachtung/Förderung seiner Aufgabe als Lebensraum
Reduzierung der angreifenden Kräfte
Erhöhung der Strukturvielfalt durch naturnahe Bauweisen
Initiierung einer zielgerichteten Entwicklung
Beurteilung einer Situation und ggf. lenkendes Eingreifen
Schaffen/Erhalten von Hochwasserschutz und dynamischem Gleichgewicht
Vermeiden/Beheben von Tiefenerosion und monotonen Gewässerabschnitten
In der Detailstrukturgütekartierung von 2014 wurde festgestellt, dass 70% der in Niedersachsen kartierten Gewässerlänge stark bis vollständig verändert ist. Nennen Sie zwei Faktoren, die hierzu beigetragen haben.
Begradigung
Veränderung der Sohl- und Uferstruktur
Ausbau für die Schifffahrt
Wasserkraft
In welcher nationalen Flussgebietseinheit liegt die Oker?
Weser
Lauflänge/Tallänge
Skizzieren Sie ein Doppeltrapezprofil und tragen Sie in die Skizze den zum bordvollen Abfluss gehörigen Wasserstand ein. Definieren Sie den bordvollen Abfluss in einem Satz.
Welches ist die treibende Kraft für Strömungen in einem offenen Gerinne?
Schwerkraft
Sie betrachten ein Fließgewässer in einer geraden Fließstrecke. Wo im Querprofil erwarten Sie die größte Fließgeschwindigkeit?
Oberflächennah in der Gewässermitte
Geben Sie jeweils ein typisches Beispiel für Formwiderstand und für Reibungswiderstand.
Formwiderstand: umströmter Baum, große Steine, Sohlenformen, ...
Reibungswiderstand: nackte glatte Felssohle, überströmte Wiese, ebene Kiessohle, ...
Der Hochwasserabfluss welcher Jährlichkeit wird als der prägende für die Ausbildung des Gewässerprofils angesetzt?
Mit welchem Abfluss korrelieren Gewässerbreite und QS-Fläche am besten?
HQ1, HQ2
HQ2
Welche Geschwindigkeit wird in der Gauckler-Manning-Strickler-Formel und welche im logarithmischen Fließgesetz verwendet?
Gaukler-Manning-Strickler-Formel: querschnittsgemittelt logarithmischen Fließgesetz: zeitlich gemittelt
Die logarithmische Geschwindigkeitsverteilung gilt bis zu einer Wassertiefe von 20%. Welchen Ansatz müssen Sie in Wassertiefen darüber berücksichtigen?
Coles wake-law
Was bezeichnet man als Sekundärströmung und wie bildet sich diese in Krümmungen aus? Verdeutlichen Sie in einer Skizze die Strömungsverhältnisse im Querprofil einer Kurvenströmung.
Strömung quer zur Fließrichtung, Fliehkräfte, Druckunterschied Außen/Innenufer Skizze Hauptströmungsrichtung, Sekundärströmung, Erosionsprofil
Auslenkung des WSP in der Kurve nach außen -> außen höherer Druck -> nach außen gerichtete Zentrifugalkraft
Welche Problematik bzgl. des Grundwasserstands kann durch die Begradigung von Flüssen hervorgerufen werden? Erläutern Sie diesen Prozess.
Gefälle des Fließweges steigt an, steigende Sohlschubspannung, Eintiefung der Sohle – Absenkung des Grundwasserspiegels.
Welche Arten von Sohlformen können sich durch erhöhten Strömungsangriff auf eine ebene Sandsohle ausbilden? Erläutern Sie welchen Einfluss Transportkörper auf die Hydraulik haben.
Ebene Sohle, Riffel, Dünen, Antidünen
Mit steigender Ausprägung der Sohlformen wächst der Einfluss der Sohlformen auf die Abflussfähigkeit des Gerinnes.
Nennen Sie die 6 Hauptparameter der Strukturgütekartierung.
Querprofil
Längsprofil
Gewässerumfeld
Sohlenstruktur
Uferstruktur
Laufentwicklung
Welche vereinfachende Annahme kann bei sehr breiten Rechteckgerinnen getroffen werden? Begründen Sie!
R=h, Einfluss der Böschungen auf die Rauheit ist vernachlässigbar.
Welche morphologischen Strukturen erwarten Sie in einem sehr steilen Gewässer (z.B. in einem Gebirgsbach)?
Riffle-Pool-(Absturz-Becken)-Squenzen
Wie ist der Talweg in einem Fließgewässer definiert?
Verbindungslinie der tiefsten Punkte in aufeinander folgenden Querschnitten eines Fließge- wässers
Welche geometrische Form haben Kieskörner typischerweise? Welche Achse wird bei einer Siebung erfasst?
Ellipsoid, bei einer Siebung wird die mittlere (d.h. b-) Achse erfasst.
Was versteht man unter einer „isokinetischen Probennahme“? Was sind die Auswir- kungen auf das Ergebnis, wenn die Bedingung der isokinetischen Probennahme nicht erfüllt sind? (Stichworte genügen)
Probenahme aus strömenden Fluiden, bei der das in den Probensammler fließende Fluid die gleiche Geschwindigkeit wie das Fluid in der unmittelbaren Umgebung aufweist. Wird dies nicht beachtet, wird z.B. der Schwebstofftransport durch die Probe unter- (zu geringe Ge- schwindigkeit beim Probensammler) bzw. überschätzt (zu große Geschwindigkeit).
Welche Durchmesser haben Sand und Kieskörner?
Sand: 0,063 mm ≤ d < 2 mm
Kies: 2 mm ≤ d < 63 mm
Warum werden Fließgewässer typisiert?
Ermittlung potenziell natürlicher Zustand
Ermittlung Leitbild
Wie groß ist die mittlere jährliche Schwebstofffracht der Elbe?
700 000 Tonnen
Wie ändern sich die Zähigkeit und die Dichte des Wassers mit steigender Temperatur?
beides nimmt ab
a) Riffel
b) Dünen
c) stehende Wellen
d) Antidünen
Wie groß ist die mittlere Schwebstofffracht von Flüssen in Deutschland?
20-100 kg/m^3
Was wird unter einem alluvialen Gerinne verstanden?
Das Gerinne fließt in den eigenen Sedimentablagerungen ab. Die transportierten Sedimente sind also mit denen der Sohle und des Ufers identisch (geotechnisch und hydraulisch)
Welcher Parameter ist für die Anwendung der Regime-Theorie maßgebend? Begründen Sie kurz.
maßgebend: Abfluss —> bordvoller Abfluss = bettgebend (ca. MHQ bzw HQ1 o. HQ2)
Dimensionierungsangaben für stabile Bewässerungskanäle
Skizzieren Sie das typische Längsprofil eines Gebirgsbaches und beschreiben Sie es kurz. Nennen Sie zwei Parameter, mit denen es charakterisiert werden kann.
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