HYDRAULIK 1 – ÜBUNG 13

HYDRAULIK 1 – ÜBUNG 13
Institut für Umweltingenieurwissenschaften
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Aufgabe 1
Ueber eine Schwelle der Höhe Δz fliesst Wasser. Die Tiefe vor der Schwelle ist h1, über ihr
h2.
a) Wie gross ist der Abfluss q pro m Schwellenbreite?
b) Bis zu welchem Niveau Δz’ könnte die Schwelle bei gleichbleibendem h1 und q erhöht
werden, ohne dass ein Rückstau eintritt?
Hinweis: Wandreibung vernachlässigen. h1 = 1 m
h2 = 1,15 m
Δz = 0,2 m
Aufgabe 2
Auf breitkronigen Wehren ist die Druckverteilung annähernd hydrostatisch und die
Geschwindigkeitsverteilung über die Tiefe homogen.
a) Wo tritt die kritische Tiefe bei solchen Wehren auf?
b) Wie gross ist dort die Wasserspiegelneigung d(h+z)/dx für einen Abfluss q pro
Wehrbreite und einen Krümmungsradius rw des Wehrrückens (d.h. für
d2z/dx2 = -1/rw am Scheitel)?
Hinweis: Die Gerinnebreite ist konstant (db/dx = 0).Verluste sind zu
vernachlässigen.
q = 1 m2/s
rw = 4m
ho = 3 m
HYDRAULIK 1 – ÜBUNG 13
Institut für Umweltingenieurwissenschaften
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Aufgabe 3
a) Bestimmen Sie die Stauhöhe h, wenn Q = 3 m3/s. [h = 0.6 m]
b) Berechnen Sie die Neigung des Kanals Oberstrom des Wehres, damit bei Stauhöhe h
und Durchfluss Q Normalabfluss herrscht. [Ie = 3·10-5]
c) Berechnen Sie die Wassertiefe y1 am Wehrfuss. [y1 = 0.1 m]
d) Berechnen Sie y2 unter der Annahme, dass der Wechselsprung am Wehrfuss
stattfindet. [y2 = 1.3 m]
e) Welche minimale Rauhigkeit sollte der Kanal unterstrom des Wehres bei gleichem
Gefälle wie oberstrom besitzen, damit der Wechselsprung für einen Durchfluss von 3
m3/s nicht nach Unterstrom abwandert?
Wie verhält sich der Wechselsprung, wenn kst kleiner als dieser Wert ist?
Gegeben: Q = 3 m3/s, b = 4 m, kst,Oberstrom = 35 m1/3/s, µ = 0.75.

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