Wasserbau-Praxis Mit Berechnungsbeispielen

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Hildegard Schreiber
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1 Prof. Dr.-Ing. habil. Eberhard Lattermann Wasserbau-Praxis Mit Berechnungsbeispielen 3., überarbeitete und aktualisierte Auflage

2 Inhaltsverzeichnis Einführung 1 1 Gewässerkunde 2 1. J Die Wasservorräte der Erde Der Wasserkreislauf, Einführung Der Niederschlag, Die Verdunstung Versickerung, Grundwasser und unterirdischer Abfluss Der oberirdische Abfluss 7 Beispiel 1: Niederschlag und Abfluss in einem kleinen Einzugsgebiet Gewässerkundliche Ausgangsdaten Daten für Fließgewässer.- ; 14 L Wasserstände Abflüsse Geschiebe Daten für Standgewässer Wasserstände Wellen, 18 Beispiel 2: Weüenbestimmung Windstau Eis Entstehung und Eigenschaften des Eises Belastung von Ufern und Bauwerken durch Eis 22 Beispiel 3: Statische Eisdruckkraft an einem Wehr 24 Beispiel 4: Thermische Eisdruckkraft 25 Beispiel 5: Eisbelastung bei Wasserspiegelschwankung Zusammenfassung../ Flussbau Hydromechanische Grundlagen, Fließformeln Fließformeln für Gerinne 29 Beispiel 6: Trapezprofil." 30 Beispiel 7: Doppeltrapezprofil Fließformeln für bewachsene Fließgewässer 32 Beispiel 8: Mittlerer ksrbeiwert 32 Beispiel 9: Fließgewässer mit bewachsenen Vorländern Schleppspannungen an Sohle und Böschung Natürliche Fließvorgänge und Geschiebe Fließvorgänge in der Geraden Fließvorgänge in Krümmungen Schwebstoffe und Geschiebe 38 Beispiel 10: Geschiebefracht Bauen im und am Fließgewässer Baustoffs und Bauelemente für den Flussbau Sohlensicherungen 43 Beispiel 11: Blockrampe Sicherung von Böschungen und Böschungsfüßen 48 I VI

3 2.3.4 Trassierung im Flussbau Bauwerke im und am Fließgewässer Geröllsperren, Wildbachverbau Wasserentnahmen Durchlässe 56 Beispiel 12: Durchlassbemessung Düker Pfeiler, Widerlager, Baugruben 59 Beispiel 13: Pfeilerstau an einer Brücke Hochwasserregelung Entstehung und Ablauf einer Hochwasserwelle Örtlicher Hochwasserschutz 64 Beispiel 14: Homogener Deich Hochwasserschutzsysteme Niedrigwasserregelung Ziele und Möglichkeiten einer Niedrigwasserregelung Bauwerke zur Niedrigwasserregelung Auswirkungen und Grenzen der Niedrigwässerregeluhg Stauregelung Ziele und Auswirkungen einer Stauregelung Bauwerke einer Staustufe, ihre Anordnung und Herstellung Fischaufstiegsanlagen Einleitung : Raue Rampen mit Störsteinen Verbindungsgewässer : Hydromechanische Bemessung naturnaher Fischaufstiegsanlagen 87 Beispiel 15: Verbindungsgewässer Technische Fischwege Naturnaher Fließgewässerausbau, Renaturierung Zusammenfassung 92 3 Stauanlagen Einführung Wehre Hydromechanische Grundlagen Standsicherheit Wirkende Kräfte Gleitsicherheit Spannungsnachweise Auftriebssicherheit Nachweis der Sicherheit gegen hydraulischen Grundbruch Verschlussorgane beweglicher Wehre Modernisierung von Wehren Veranlassung Vergrößerung des Abflussvermögens Verbesserung der Tosbeckenwirksamkeit Verbesserung der Standsicherheit 103 t Beispiel 16: Modernisierung eines Wehres Sonderformen von Wehrkörpern Talsperren 114 VII

4 3.3.1 Aufgaben von Talsperren Bauarten von Staumauern Bemessung einer Gewichtsstaumauer Wirkende Kräfte und Lastfälle Bemessen auf Kippen und Gleiten 116 Beispiel 17: Standsicherheit einer Staumauer Konstruktives und Technologisches zum Bau einer Gewichtsstaumauer Blockeinteilung und Blockfugen Staumauerbeton Entwässerung des Betons und der Sohle Dichtungsschleier Staumauern aus Walzbeton Rekonstruktion alter Staumauern : Aufgaben und Bauarten von Staudämmen Durchsickerung und Standsicherheit eines homogenen Dammes 127 Beispiel 18: Durchsickerung eines homogenen Dammes und seines Untergrundes Konstruktives und Technologisches zum Bau von Staudämmen Übersicht Stützkörper Der Stützfuß Dichtungen des Staudammes Untergrundabdichtung Filter 139 Beispiel 19: Suffosionsbeständigkeit eines Erdstoffes 141 Beispiel 20: Kontakterosion/Filterbemessung 143 Beispiel 21: Stauspiegelsenkung Schutzschichten 152 Beispiel 22: Absenkgeschwindigkeit des Wasserspiegels bei einem dichten Deckwerk Sanierung von Staumauern Betriebseinrichtungen von Talsperren Hochwasserentlastungsanlagen 156 Beispiel 23: Bemessung einer Hochwasserentlastungsanlage Entnahmeanlagen.".-> Grundablässe Mess- und Kontrolleinrichtungen Sedimentationsbecken Aufgaben und Besonderheiten von Sedimentationsbecken Spül- und Absetzvorgänge Dämme zur Spülfeldbegrenzung Bauwerke für Sedimentationsbecken Zusammenfassung Binnenverkehrswasserbau Binnenschifffahrt und Umwelt Binnenschiffe und Schiffsverbände Schifffahrtskanäfe Kanaltrassierung im Grundriss, Längsschnitt und Querschnitt Allgemeine Gesichtspunkte 172 I VIII

5 Die gerade Kanalstrecke ' Krümmungen mit R< 2000 m. ; Übergangsbögen 179 Beispiel 24: Trassierung eines Schifffahrtskanalabschnittes Die Fahrdynamik im Schifffahrtskanal Einzeln fahrendes Schiff 182 Beispiel 25: Schifffahrt und Kanalquerschnitt Schiffsbegegnungen 187 Beispiel 26: Exzentrische Fahrt Der Propellerstrahl 189 Beispiel 27: Propellerstrahl Dichtungen und Deckwerke..: Anforderungen an Dichtungen Ausbildung von Kanaldichtungen Aufgaben und Beanspruchung einer Schutzschicht 193 Beispiel 28: Belastung und Bemessung von Kanalsohlen Aufgaben, Beanspruchung und Bemessung eines Deckwerkes 197 Beispiel 29: Schutts feindeckwerk auf einer Kanalböschung Kanalbauwerke Wasserbilanz im Schifffahrtskanal Sanierung, Modernisierung und Rekonstruktion im Kanalbau Schiffbare Flüsse, Flussschifffahrt in Vergangenheit und Zukunft Flussschifffahrt und Fahrdynamik Nutzen, Kosten, Perspektiven Der Bundes Verkehrs wegeplan Das Nutzen-Kosten-Verhältnis 210 Beispiel 30: Nutzen-Kosten-Verhältnis für ein Großprojekt Perspektiven Schleusen Arten und Abmessungen von Binnenschiffsschleusen Bau und Funktion einer Kammerschleuse Teile einer Kammerschleuse Ausbildung des Kammerquerschnittes Schleusenhäupter > 217 Beispiel 31: Standsicherheit eines Schleusenhauptes Schleusentore 223 Beispiel 32: Bemessung eines Stemmtores Umläufe und Umlaufverschlüsse Revisionsverschlüsse Stoßschutzeinrichtungen 234 Beispiel 33: Seilfanganlage Bau und Funktion einer Sparschleuse Hydromechanik der Schleusen Das Füllen einer Kammerschleuse 238 Beispiel 34: Füllung einer Schleusenkammer Das Füllen einer Sparschleuse 244 / Beispiel 35: Entleerung einer Sparschleuse Leistungsfähigkeit von Schleusen 249 Beispiel 36: Leistung einer Schleuse IX

6 4.6.6 Schleusentreppen und Koppelschleusen Schiffshebewerke ' Gegengewichtshebewerke Schwimmerhebewerke Die längsgeneigte Ebene Die quergeneigte Ebene Der Wasserkeil.' Vorhäfen : 255 Beispiel 37: Bemessung eines Dalbens Binnenhäfen und Umschlagstellen Einleitung Umschlagstellen und Häfen an Kanälen Umschlagstellen und Häfen an Flüssen Querschnittsgestaltung von Binnenhäfen Zusammenfassung Wasserkraftwerke Wasserkraft und Umwelt Der Bedarf an elektrischer Energie und seine Deckung Wasserkraft als Quelle regenerativer Energie Ökologische Fragen bei der Wasserkraftnutzung Wirtschaftliche Fragen der Wasserkraftnutzung Potentiale der Wasserkraft Leistung und Arbeit eines Wasserkraftwerkes 276 Beispiel 38: Flusskraftwerk Turbinen Kraftwerkskanäle 283 Beispiel 39: Absperrschwall in einem Zulaufkanal 283 Beispiel 40: Wabenplatten als Böschungsbefestigung Arten von Wasserkraftwerken Laufwasserkraftwerke Spitzen Wasserkraftwerke Pumpspeicherwerke Gezeitenkraftwerke Wellenkraftwerke :., Kleinwasserkraftwerke Zusammenfassung 296 Literaturverzeichnis 297 Symbol Verzeichnis 304 Sachwortverzeichnis 308 X

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