Abwasserhydraulik. Theorie und Praxis. W. H. Hager. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo Hong Kong Barcelona Budapest

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1 W. H. Hager Abwasserhydraulik Theorie und Praxis Mit 272 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo Hong Kong Barcelona Budapest

2 INHALT Grundgleichungen Einleitung Kontinuitätsgleichung Stützkraftsatz Energiesatz Diskussion der Resultate 12 Literaturnachweis 15 Bezeichnungen 15 Strömungsverluste Einleitung Reibungsverluste Gleichung von Colebrook und White Übergangsrögime Turbulent rauhes Regime Örtliche Verluste Beschreibung, Krümmer Erweiterung Verengung Rohrvereinigung Rohrverzweigung Y-Stück Rechen Plattenschieber Diskussion der Resultate 46 Literaturnachweis 51 Bezeichnungen 52

3 Inhalt Bemessung von Abwasserkanälen Einleitung Maximaldurchfluss Vollfüllungszustand Betriebliche Rauheit kb Minimaldurchfluss Bemessungsansätze Verfahren nach Yao Verfahren nach ATV Profile in Kanalisationen 63 Literaturnachweis 66 Bezeichnungen 67 Abwasserpumpwerke - Drosselorgane Einleitung 69 "4.2 Pumpentypen k Kreiselpumpen Schneckenpumpen Drosselorgane Allgemeines Wirbeldrossel Regelorgane Anforderungen der ATV Abflusssteuerung 82 Literaturnachweis 83 Bezeichnungen 84 Normalabfluss ; Einleitung Beschreibung des Normalabflusses Normalabflussgesetz Fliessformeln Teilfüllungszustände Teilfüllungsdiagramme Zuschlagen des geschlossenen Kanals Teilfüllung im Kreisprofil Teilfüllung in nicht-kreisförmigen Profilen Normalabfluss-Energiehöhe bei Teilfüllung 106

4 Inhalt XI 5.6 Steile Kanalisation Gas-Flüssigkeitsabflüsse Einleitung Empirische Korrelationen Pulsierende Strömung Bemessung von geschlossenen Kanälen Bemessungsprinzip Bemessungsvorgehen 118 Literaturnachweis 121 Bezeichnungen Kritischer Abfluss Einleitung Beschreibung des kritischen Abflusses Eigenschaften des kritischen Abflusses Kritische Tiefe Einfluss der Bodengeometrie Einfluss der Profilgeometrie Diskussion der Resultate Berechnung des kritischen Abflusses Berechnungsprinzip Kreisprofil Ei-Profil Maul-Profil Kritisches Gefalle Zusammenfassung der Resultate Übergang von Räch-auf Steilstrecke Berechnungsannahmen Kritischer Punkt Wasserspiegelverlauf 150 Literaturnachweis 152 Bezeichnungen Wassersprung und Tosbecken Einleitung Phänomen des Wassersprungs Berechnung des Wassersprungs 158

5 XII Inhalt Basisgleichung Rechteckprofil Kreisprofü Ei-Profil und Maul-Profil ; Wassersprung durch Zuschlagen des Kreisprofils Einleitung Konjugierte Wassertiefen ; Lufteintrag Wassersprung im U-Profil Auslassbauwerke Einleitung Dissipationsmechanismen Tosbecken nach Smith Tosbecken nach USBR 17f Tosbecken nach Vollmer 17! 7.7. Bemerkungen zur Energiedissipation 17! Literaturnachweis 18 Bezeichnungen ; 18 8 Stau-und Senkungskurven Einleitung 1J 8.2 Allgemeine Gleichung der Stau-und Senkungskurven li 8.3 Stau- und Senkungskurven im prismatischen Kanal 1! 8.4 Stau-und Senkungskurven im Kreisprofil 1' Spezielle Lösung Allgemeine Lösung Stau-und Absenkungslänge Klassifikation der Stau-und Senkungskurven Berechnung von Stau-und Senkungskurven ' Berechnungsschema, Berechnung von einem Kanalisationsabschnitt Berechnung von zwei Kanalisationsabschnitten Kanalisationsnetze mit konstantem Durchmesser Kanalisationsnetze mit veränderlichem Durchmesser 8.7 Stau-und Senkungskurven im Ei-und Maulprofil Einleitung Methode des Ersatzprofils

6 Inhalt XIII 8.8 Stau-und Senkungskurven im Rechteckprofil Einleitung Wasserspiegelgleichung Näherungslösung 227 Literaturnachweis 230 Bezeichnungen Durchlässe - Drosselstrecken - Düker Einleitung Durchlass Beschreibung Fliesszustände Verallgemeinertes Abflussdiagramm Bemessungsgleichungen Drosselstrecke Beschreibung Hydraulische Bemessung Abwasserdüker Beschreibung des Bauwerkes Hydraulische Berechnung 247 Literaturnachweis 248 Bezeichnungen Überfälle Einleitung Scharfkantige Überfälle Scharfkantiger Rechteck-Überfall Scharfkantiger Dreieck-Überfall Breitkroniger Überfall Zylinderüberfall Vergleich der Überfallformen 260 Literaturnachweis 261 Bezeichnungen Endüberfälle Einleitung Endüberfall im Rechteckprofil 264

7 XTV Abflussbeschreibung Abflussgleichung Endüberfall im Kreisprofil Abflussbeschreibung Strahlgeometrie 271 Literaturnachweis 272 Bezeichnungen Venturikanäle Einleitung Venturikanal langer Bauweise Durchflussgleichung Diskussion der Resultate Krümmungseinfluss Eingestauter Abfluss Vergleich mit Beobachtungen Venturikanal im Schachtbauwerk Venturikanal kurzer Bauweise Folgerungen 290 Literaturnachweis 291 Bezeichnungen Mobile Durchflussmessung Einleitung Mobiler Venturikanal Funktionsprinzip Mobiler Venturikanal im Rechteckprofil Mobiler Venturikanal mit Kreiskegel Mobiler Venturikanal im Kreisprofil Mobile Durchflussmessung mit Seiteneinschnürung Mobile Durchflussmessung mittels Überfall 309 Literaturnachweis 310 Bezeichnungen Schachtbauwerke Einleitung Zuschlagen am Rohreinlauf 315

8 Inhalt XV 14.3 Druckabfluss Ungeeignete Schachtausbildung, Arbeit von Liebmann Arbeiten von Lindvall und Marsalek Weitere Resultate 320 Literaturnachweis 321 Bezeichnungen Fallschächte Einleitung Absturzschacht Schachtaufbau Zulaufkanal Strahlgeometrie Schachtauslauf Wirbelfallschacht Anwendungsgrenzen 330 ' Einlaufbauwerk 331, Einlaufbemessung Vertikalschacht Toskammer 337 Literaturnachweis 339 Bezeichnungen Vereinigungsschächte Einleitung Strömender Abfluss Berechnungsprinzip Verlustbeiwerte Wasserspiegelberechnung Sohlabsturz Schiessender Abfluss Abflussphänomen Abrupte Wandablenkung Kanalverengung Kanalerweiterung Kanalkrümmung 366

9 XVI Inhalt Kanalvereinigung Stosswellenreduktion Krümmerschacht Einleitung Strömender Abfluss Schiessender Abfluss Stosswellenreduktion 385 Literaturnachweis 387 Bezeichnungen Verteilkanal Einleitung Basisgleichungen Ausflussgesetz Pseudo-Normalabfluss Lösung der Wasserspiegelgleichung Lösungsdarstellung Ähnlichkeitslösungen Verteilkanal Kanalverzweigung Riessverhalten T-Verzweigung 416 Literaturnachweis 419 Bezeichnungen Entlastungsbauwerk Einleitung Streichwehr mit hochgezogener Überfallkante Grundlagen Beschreibung des Bauwerks Berechnung der Regenentlastung Zulaufbereich Überfallbereich Drosselbereich Streichwehr mit niedriger Überfallkante Abflusseigenschaften Prismatisches Streichwehr 437

10 Inhalt XVII Konvergierendes Streichwehr Wassersprung im Streichwehr Berechnungsschema im konvergierenden Streichwehr Abschliessende Bemerkungen 451 Literaturnachweis 452 Bezeichnungen Sammelkanal Einleitung Basisgleichung ; Sammelkanal mit Rechteckprofil Gleichung des Wasserspiegels Allgemeine Lösung Fliesswechsel Kritischer Abfluss Vergleich mit U-Profil Praktische Aspekte mit Sammelkanälen 468 Literaturnachweis 470 Bezeichnungen Bodenöffnung Einleitung Modifizierte Berechnung nach Taubmann Berechnungsvoraussetzungen Trennblech Maximalanfall Verfahren nach Hager Vergleich der Berechnungsmethoden Berechnungsvorschlag Berechnungsvorgehen 482 Literaturnachweis 483 Bezeichnungen 483 Schlagwortverzeichnis 485 Autorenverzeichnis 497