Fragenkatalog

Wasserbau I: 6. Trimester

Wasserbau II: 7. Trimester

Rhein:

• Quelle: Schweizer Alpen -> Mündung: Nordsee (Niederlande)

Elbe:

• Quelle: Riesengebrige Tschechien -> Mündung: Nordsee Cuxhaven

Weser:

• Quelle: Zusammenfluss von Fulda und Werra -> Mündung: Nordsee Bremerhaven

Main:

• Quelle: Zusammenfluss von roter und weißer Main -> Mündung: im Rhein bei Mainz

Donau:

• Quelle: Schwarzwald -> Mündung: Schwarzes Meer

Oder:

• Quelle: Oderberge Tschechien -> Mündung: Ostsee Grenze Deutschland/Polen

Mosel:

• Quelle: Frankreich Bussang -> Mündung: Im Rhein bei Koblenz

Mittellandkanal:

• vom Dortmund-Ems-Kanal -> Braunscheig/Wolfsburg -> Mündung in Elbe-Havel-Kanal

Elbeseitenkanal:

• Beginn in der Elbe -> Lüneburg/Uelzen -> Mündet bei Wolfsburg in den Mittellandkanal

Nord-Ostsee-Kanal:

• Beginn an der Elbmündung bei Brunsbüttel -> Mündung bei Kiel

Am Elbe-Seitenkanal

• zum Überwinden von unterschiedlichen Höhenstufen des Kanals

Einflussfaktoren:

• Natürliche Einflussgrößen:

  • Oberflächenfaktoren (Gefälle, Bodenart),

  • atmosphärische Faktoren (Wind, Niederschlag, Temperatur),

  • Vegetationsfaktoren (Pflanzenart, -dichte, Charakter),

  • Bodenfaktoren (Feuchte, Korngröße, Porenvolumen, organische Substanz),

• Anthropogene Einflussgrößen:

  • Eingriffe Flusslauf (Gewässerausbau, Begradigung, Aufstau,

    Eindeichung),

  • Eingriffe Landflächen (Bodennutzung, Bebauung, Be-, Entwässerung, Forstwirtschaft),

  • indirekte Einflüsse menschlichen Handelns (Waldschäden, Klimaänderung).

Fallender Niederschalg:

• Flüssige Formen:

  • Nieseln

  • Regen

• Feste Formen

  • Schnee

  • Reifgraupeln

  • Frostgraupeln

  • Griesel

  • Hagel

  • Eiskörnchen

  • Eisnadeln

• Abgesetzter Niederschlag

  • Tau und Reif

• Abgefangener Niederschlag

  • Nebel

• Konvektionsniederschlag

  • Gewitter

• orographischer Niederschlag

  • Steigungsregen

• Zyklonaler Niederschlag

  • großflächiges Aufgleiten: Warmluft -> Kaltluft

• Einfluss Urbanisierung

  • Wärmeinseleffekt

  • Rauigkeitseffekt (längere Niederschlagsdauer)

• Konvektionsniederschlag

  • Gewitter

• Orographischer Niederschlag

  • Steigungsregen

• Zyklonaler Niederschlag

  • großflächiges Aufgleiten: Warmluft -> Kaltluft

• Niederschlaf aufgrund von Urbanisierung

  • Wärmeinseleffekt

  • Rauhigkeitseffekt (längere Niederschlagsdauer)

• Konvektionsniederschlag

  • Gewitter

• Orographischer Niederschlag

  • Steigungsregen

• Zyklonaler Niederschlag

  • großflächiges Aufgleiten: Warmluft -> Kaltluft

• Niederschlaf aufgrund von Urbanisierung

  • Wärmeinseleffekt

  • Rauhigkeitseffekt (längere Niederschlagsdauer)

• Standardisieter Niederschlagsmesser nach Hellmann

  • tägliche Messung (7:30) -> nur Tageswerte möglich

  • flüssiger und fester Niederschlag messbar

• Selbstregistrierende Geräte als Niederschlagsschreiber

  • kontinuierliche Messung

  • registierung über Schwimmer im Gefäß

  • entleerung bei Vollfüllung des Gefäßes

• Direkte Messungen (hydrologische Verfahren).

  • Wasserhaushaltsgleichung über längere Zeiträume.

  • Ersatzkörper (Verdunstungskessel, Lysimeter).

• Indirekte Messungen (aus meteorologischen Daten, meteorologisches Verfahren).

  • z.B. Penman

Abflusskurve

• Für einen gegebenen Gewässerquerschnitt stehen Wasserstand und Durchfluss in einem direkten Zusammenhang.

• Ist die Abflusskurve h(Q) an einem Pegelquerschnitt bekannt, so kann durch einfache Messung des Wasserstands der Durchfluss angegeben werden.

Die Hydrometrie im Bereich der offenen Gerinne bezieht sich in erster Linie auf die Bestimmung des Wasserstandes sowie der Fließgeschwindigkeit, diese werden an Pegelmessstellen benötigt, um eine Beziehung zwischen Wasserstand und Abfluss aufzustellen, man spricht dabei von einer Abflusskurve.

• Die Aufzeichnung des Wasserstands über die Zeit (oder des über die AK berechneten Durchflusses) erzeugt eine Ganglinie

Angabe der Überschreitungs- bzw. Unterschreitungshäufigkeit hydrologischer Größen, z. B.:

• Durchflussüberschreitungsdauerlinie (durch Umsortierung einer Ganglinie, meist auf Basis von

  Tagesmittelwerten),

• möglichst Mittelung über mehrere Jahresreihen.

Die Lehre von der Messung, Übertragung und Primärverarbeitung von Durchflussdaten in oberirdischen Gewässern

1. Pegel (Pegelstationen):

   • Pegellatten: Einfache Skalen, die am Ufer oder an Bauwerken angebracht sind und den Wasserstand direkt anzeigen.

   • Schwimmpegel: Ein Schwimmer in einem vertikalen Rohr, der den Wasserstand mechanisch auf einer Skala oder digital anzeigt.

2. Drucksonden:

   • Misst den hydrostatischen Druck, der proportional zur Wassertiefe ist. Diese Sensoren werden auf den Grund des Fließgewässers gelegt und die Daten werden elektronisch erfasst.

3. Radar-Wasserstandsmesser:

   • Misst den Wasserstand berührungslos mit Radarwellen. Diese Geräte werden über dem Wasserspiegel installiert und messen die Zeit, die die Radarwellen benötigen, um von der Wasseroberfläche zurückzukehren.

4. Ultraschall-Wasserstandsmesser:

   • Ähnlich wie Radar, jedoch werden Ultraschallwellen verwendet. Diese Geräte sind ebenfalls berührungslos und messen die Zeit, die die Schallwellen benötigen, um von der Wasseroberfläche zurückzukehren.

5. Laser-Wasserstandsmesser:

   • Nutzt Laserstrahlen zur berührungslosen Messung des Wasserstands. Diese Geräte sind genau und eignen sich besonders für präzise Anwendungen.

6. Kippwaagen:

   • Ein mechanisches System, das den Wasserstand indirekt misst, indem es die Gewichtsveränderung eines Behälters mit Wasser erfasst.

7. Float-Datalogger-Systeme:

   • Ein Schwimmer-System verbunden mit einem Datenlogger, der kontinuierlich den Wasserstand aufzeichnet und speichert.

• Geschwindigkeitsmessung mit hydrometrischem Flügel

  • Umdrehungsgeschwindigkeit ist abhängig von der Fließgeschwindigkeit

• Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)

  • Laufzeitmessung von vier Ultraschallsignalen, Reflektion an Partikeln im Wasser in unterschiedlichen Tiefen

Ursprünglich mündete die Wakenitz im Bereich des heutigen Krähen- und Mühlenteiches in die Trave.

Beide Teiche gehören zur Wakenitz und sind über den Dükerkanal verbunden

von der ehemaligen Mühle die durch Wasserenergie betrieben wurde.

• ~ 7.350 km Binnenwasserstraßen,

• ~ 17.800 km^2 Seewasserstraßen.

• 76% Flüsse

  • 34% frei

  • 42% Staugeregelt

• 24 % Kanäle

42 % der Binnenwasserstraßen sind Flüsse die staugeregelt sind.

7 Schleusen

• oberirdisches Gewässer

• Küstengewässer

• Grundwasser

• ein Gewässer, das durch menschliche Aktivitäten erheblich verändert wurde und seine ursprünglichen natürlichen Merkmale und Funktionen weitgehend verloren hat.

• Aufgrund von Nutzungen wie Schifffahrt, Hochwasserschutz, Wassergewinnung oder Energieerzeugung

  
  

1. dass eine Verschlechterung ihres ökologischen und ihres chemischen Zustands vermieden wird und

2. ein guter ökologischer und ein guter chemischer Zustand erhalten oder erreicht werden.

• Erhaltung und Wiederherstellung von Lebensräumen

• Durchgängigkeit von Gewässern

• Vermeidung von Verschmutzung

• Regulierung der Wasserentnahme und des Wasserbaus

• Reduzierung der Fischerei-Einflüsse

Die Durchgängigkeit von Gewässern für Fische und andere aquatische Organismen zu ermöglichen.

Die Hauptfunktion einer solchen Anlage besteht darin, Hindernisse in Fließgewässern, wie Wehre, Dämme oder Staustufen, für wandernde Fischarten passierbar zu machen.

-> natürliche Wanderungen in Laich-, Nahrungs- und Überwinterungsgebiete zu ermöglichen

• Hochwasser-Flächenmanagement,

• Technischer Hochwasserschutz,

• Hochwasservorsorge

Entstehung von Flusshochwasser

• Natürliche als auch anthropogene Faktoren

• lang anhaltende Niederschläge (Wasseraufnahmefähigkeit)

• kurze Starkregenereignisse

• Klimawandel

-> Folge können so genannte Sturzfluten sein

• okale bis regionale Wettererscheinungen mit außergewöhnlich hohen Niederschlagssummen

• sehr schwer vorhersehbar

Entstehung von Sturmfluten

• Starke Winde, z. B. auf Nord- oder Ostsee

• Energieübertragung -> Masse wird in Buchten „geschoben“

Main -> Rhein -> Dortmund-Ems-Kanal -> Mittellandkanal -> Elbe-Seitenkanal -> Elbe

• Eine Schifffahrtsschleuse ist der Definition nach ein Bauwerk, das in einem Fluss oder Kanal zwei Wasserflächen unterschiedlicher Spiegelhöhen durch eine verschließbare Kammer miteinander verbindet.

• Sie ermöglicht es einem Schiff durch Füllen oder Leeren der Schleusenkammer, einen Höhensprung zu überwinden.

• Man kann hierbei Fluss- und Kanalschleusen unterscheiden.

• Überfallbauwerk (Wehr),

• Flügelbauwerken: Dämme, Mauern,

• Wasserableitungsbauwerk (Fassung, Entnahme),

• Zusatzanlagen: Kraftwerk, Schleuse(n),

• Seitendämmen, bei Stau oberhalb der Talsohle zum Schutz von Siedlungen und Verkehrswegen,

• Fischaufstiegsanlage,

• Tosbecken.

• Hubschütz

• Hakenschütz

• Sektorwehr

• Walzenwehr

• Schlauchwehr

• stationär

• instationär

• gleichförmig

• ungleichförmig

Stationäre Strömung

-> keine Änderung der Geschwindigkeit an einem festen Ort über die Zeit

Instationäre Strömung

-> Änderung der Geschwindigkeit an einem festen Ort über die Zeit

da die Dichte über die Zeit als gleich angenommen werden kann, kann so der Massestrom: Masse/Zeit berechnet werden

• Nur bei gleichförmig, stationärer Strömung anwendbar,

• Werte für k_m sind tabellarisch zusammengefasst.

1. Der Übergang vom strömenden zum schießenden Abfluss erfolgt gleitend bzw. kontinuierlich.

2. Der Übergang vom schießenden zum strömenden Abfluss erfolgt plötzlich, wobei mechanische Energie verloren geht. -> so genannter WECHSELSPRUNG.