Wellenablauf im Gerinne

• Hydrodynamische (hydraulische) Verfahren:

  • Saint Venant’sche Gleichungen

  • Vereinfachung der Saint Venant’schen Gleichungen (1-dim)

  • Numerische Modelle

• Hydrologische Verfahren:

  • Linearspeicher-Kaskade

  • Muskingum-Verfahren

  • Kalinin-Miljukov-Verfahren

• Hochwasserrisikoflächen, um zu berechnen wie groß die Wahrscheinlichkeit einer Überflutung ist.

• Bemessungshochwasser für komplexe Bauwerke

• Veränderung des Vorlands

• Renaturierung

Hochwasser mit einer bestimmten Eintrittswahrscheinlichkeit. Meist durch Abflus Q oder Wasserstand H charakterisiert.

Bereich neben dem eigentlichen Flußbett, der bei Hochwasser überflutet wird und so zur Wasserrückhaltung beiträgt.

Wiederherstellung natürlicher Zustände von Gewässern, um deren ökologische, hydrologische und morphologische Funktion zu verbessern oder zurückzugewinnen.

• Bemessungshochwasser für Bauwerke

• Veränderung des Wellenablaufs durch Retention (Hochwasserrückhaltebecken)

• Vorteile: Detaillierte Darstellung der Abflussvorgänge, hohe Genauigkeit

• Nachteile: Hoher Datenbedarf (Geometrie, Rauheit), Rechenunterricht und aufwendig in der Anwendung

• Vorteile: Einfach, geringer Daten- und Rechenaufwand, gut für große Einzugsgebiete

• Nachteile: Keine genaue Abbildung der Fließvorgänge im Gerinne, nur Näherungen des Abflussverlaufs

Das Verhältnis zwischen Fließgeschwindigkeit und Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit.

Fr = v/c

v…Fließgeschwindigkeit (Geschwindigkeit der Wassertropfen)

c…Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit (Schnelligkeit der ganzen Welle)

Mit einem Trace-Versuch:

Tracer (z.B. Farbstoff oder Salz) wird in das Wasser reingebracht und die Ausbreitungszeit zwischen zwei Messstellen wird gemessen.

Das an einem Flussquerschnitt durch fließende Wasservolumen pro Zeiteinheit (m3/s).

QWien = 2.000 m3/s

AE-Wien = 100.000 km2

Häufigkeitsverteilung (Histogramm) machen und diese aufsummieren damit man die Summenhäufigkeitsverteilung bekommt. Summenhäufigkeitsverteilung = Dauerline

Dauerlinie = Kurve sagt über welche Dauer ein bestimmter Wasserstand überschritten ist.

• homogene Regionen finden

• Dauerlinien der Pegel innerhalb einer homogenen Region werden mit dem mittleren Jahresabfluss MQ normiert

• Ermittlung der Dauerlinie Q aus dem MQ und der regionalen Dauerlinie Q*r

Massenerhaltung im Gerinneabschnitt (Kontinuitätsgleichung) und Impulserhaltung im Gerinneabschnitt (Bewegungsgleichung)

• gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung im Querschnitt

• Hydrostatische Druckverteilung, vertikale & laterale Beschleunigung vernachlässigbar

• Reibungsansätze für stationäre Strömungen gültig

• Gerinne stückweise gerade angenommen (keine Kurveneffekte)

• Geringes Sohlgefälle, feste Sohle (keine Erosion, Deposition)

• Incompressibles und homogenes Fluid

Veränderung der Zuflusswelle beim Ablauf in einem Gerinneabschnitt (hinsichtlich Größe, Form und Schnelligkeit).

• Geometrische Einflussfaktoren:

  • Sohlgefälle beeinflusst Größe und Form des Durchglussprofils

• Hydraulische Einflussfaktoren:

  • Wassertiefe und Fließgeschwindigkeit (Froud’sche Zahl)

• Hydrologische Einflussfaktoren:

  • Größe der Zubringerwelle (Zeitpunkt des Auftretens des Scheitels)