1D Wasserspiegellinienberechnung

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Lukas Schmitz
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1D Wasserspiegellinienberechnung SoSe 2013 Wasserbau, Wasserwirtschaft und Hydraulik Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, Fachgebiet Wasserbau Dipl.

1 1D Wasserspiegellinienberechnung SoSe 2013 Wasserbau, Wasserwirtschaft und Hydraulik Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, Fachgebiet Wasserbau Dipl.-Ing. Veronika Hecht L5/ Petersenstrasse Darmstadt Tel Fax Stand: /11

2 Berechnung des Wasserspiegelverlaufs in natürlichen Gerinnen Problemstellung An einen schiffbaren Fluss soll bei km 113,200 eine Staustufe mit dem Stauziel,520 münn errichtet werden. Bei km,000 muss als Folgemaßnahme eine Uferpromenade höher gelegt werden, so dass im Mittel eine Überflutung an höchstens 36 d/a auftritt. Aufgabenstellung (1) Bestimmung des Bemessungsabflusses, der im langjährlichen Mittel an höchstens 36 d/a überschritten wird. (2) Bestimmung der Rauheiten (nach Manning-Strickler) vor dem geplanten Aufstau für die gegebenen Querprofile für die Abflüsse Q = 300, und m 3 /s. (3) Bestimmung des Wasserstandes nach Aufstau (Staulinienberechnung) für den Bemessungsabfluss an km,000. (4) Graphische Darstellung der WSP-Linien für den Bemessungsabfluss vor und nach dem Aufstau zwischen km 113,200 und km,766. (5) Wie hoch muss die Uferpromenade bei Aufstau sein, um die Bedingung, höchstens an 36 d/a überflutet zu sein, zu erfüllen? Vorhandene Unterlagen Lageplan des Stauraumgebietes i.m. 1:25000 Dauerzahlen aus den Gewässerkundlichen Jahrbüchern Abflusskurve (Schlüsselkurve) am Pegel km,766 Angaben zu den Querprofile in dem geplanten Stauraum Randbedingungen Wasserstand bei Q = 300 m 3 /s (ohne Stau) km 113, ,000,800,000,766 münn,00,55,05,62,75 WSP-Gefälle oberhalb km,766 I w = 0,483 unterhalb km 113,200 I w = 0,203 1D Wasserspiegellinienberechnung 2/11

3 Lageplan des Stauraumgebietes 1D Wasserspiegellinienberechnung 3/11

4 Abflussdauerlinie am Pegel km, langjährige Abflussdauerlinie für Pegel km, Überschreitungstage [d/a] Abfluss Q [m³/s] 1D Wasserspiegellinienberechnung 4/11

5 Schlüsselkurve für Pegel km, Schlüsselkurve für Pegel km Zw [münn] Abfluß Q [m³/s] 1D Wasserspiegellinienberechnung 5/11

6 Tabelle zur Berechnung der Rauhigkeitsbeiwerte Profil x z w,i z w,i I w,u I w,o I w,i Q A i l u,i k st,i km m münn m %o %o %o m³/s m² m m 1/3 /s,75 300,766 0,483,000,62 300,800, ,000,55 300, ,200 0,203 1D Wasserspiegellinienberechnung 6/11

7 Angaben zu den Querprofilen (1) Fließquerschnitt A [m²] Querprofil km A [m²] Benetzter Umfang lu [m] Querprofil km lu [m] Rauheit kst [m 1/3 /s] Querprofil km kst [m1/3/s] Benetzter Umfang lu [m] Querprofil km lu [m] Fließquerschnitt A [m²] Querprofil km A [m²] Rauheit kst [m 1/3 /s] Querprofil km kst [m1/3/s] 1D Wasserspiegellinienberechnung 7/11

8 Angaben zu den Querprofilen (2) Fließquerschnitt A [m²] Querprofil km A [m²] Benetzter Umfang lu [m] Querprofil km lu [m] Rauheit kst [m1/3/s] Querprofil km kst [m1/3/s] Rauheit kst [m1/3/s] Querprofil km kst [m1/3/s] Fließquerschnitt A [m²] Querprofil km A [m²] Benetzter Umfang lu [m] Querprofil km lu [m] 1D Wasserspiegellinienberechnung 8/11

9 Angaben zu den Querprofilen (3) Fließquerschnitt A [m²] Querprofil km A [m²] Benetzter Umfang lu [m] Querprofil km lu [m] Rauheit kst [m 1/3 /s] Querprofil km kst [m1/3/s] 1D Wasserspiegellinienberechnung 9/11

10 Tabelle zur Spiegellinienberechnung 1D Wasserspiegellinienberechnung 10/11

11 Diagramm zur Darstellung der Wasserspiegellagen (ohne und mit Stau),5,0,5,0,5,0,5,0,5 Grafische Darstellung der WSP -Linie für Q = 300 m³/s hydrostat. Staulinie WSP ohne Stau WSP mit Stau Flusskilometer Z w [m.ü. N N ] 1D Wasserspiegellinienberechnung 11/11

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