Stand: 14.05.2013 1/11
1D Wasserspiegellinien- berechnung
SoSe 2013 – Wasserbau, Wasserwirtschaft und Hydraulik
Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, Fachgebiet Wasserbau
Dipl.-Ing. Veronika Hecht L5/01 307 Petersenstrasse 13 64287 Darmstadt Tel. +49 6151 16 – 7424 Fax +49 6151 16 – 3223 [email protected]
1D Wasserspiegellinienberechnung 2/11
Berechnung des Wasserspiegelverlaufs in natürlichen Gerinnen
Problemstellung An einen schiffbaren Fluss soll bei km 113,200 eine Staustufe mit dem Stauziel 120,520 müNN errichtet werden. Bei km 118,000 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, 600 und 900 m3/s. (3) Bestimmung des Wasserstandes nach Aufstau (Staulinienberechnung) für den Bemessungsabfluss
an km 118,000. (4) Graphische Darstellung der WSP-Linien für den Bemessungsabfluss vor und nach dem Aufstau
zwischen km 113,200 und km 121,766. (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 121,766 • Angaben zu den Querprofile in dem geplanten Stauraum Randbedingungen • Wasserstand bei Q = 300 m3/s (ohne Stau)
km 113,200 115,000 116,800 118,000 121,766 müNN 119,00 119,55 120,05 120,62 121,75
• WSP-Gefälle oberhalb km 121,766 Iw = 0,483 ‰ unterhalb km 113,200 Iw = 0,203 ‰
1D Wasserspiegellinienberechnung 3/11
Lageplan des Stauraumgebietes
1D Wasserspiegellinienberechnung 4/11
lang
jähr
ige
Ab
fluss
dau
erli
nie
für P
egel
km
12
1,7
66
01
002
00
300
400
500
600
700
800
900
1000
050
100
150
200
250
300
350
Üb
ersc
hrei
tung
stag
e [d
/a]
Abfluss Q [m³/s]Abflussdauerlinie am Pegel km 121,766
1D Wasserspiegellinienberechnung 5/11
Schlüsselkurve für Pegel km 121,766
Schlüsselkurve für Pegel km 121.766
120
121
122
123
124
125
126
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Abfluß Q [m³/s]
Zw
[mü
NN
]
1D Wasserspiegellinienberechnung 6/11
Tabelle zur Berechnung der Rauhigkeitsbeiwerte
Profil ∆ x zw,i ∆ zw,i Iw,u Iw,o Iw,i Q Ai lu,i kst,i
km m müNN m %o %o %o m³/s m² m m1/3/s
121,75 300
600 121,766
0,483
900
120,62 300
600 118,000
900
120,05 300
600 116,800
900
119,55 300
600 115,000
900
119,00 300
600 113,200
0,203
900
1D Wasserspiegellinienberechnung 7/11
Angaben zu den Querprofilen (1)
Flie
ßqu
ersc
hnitt
A [
m²]
Que
rpro
fil k
m 1
21.7
66
116
117
118
119
120
121
122
123
124
010
020
030
040
050
060
070
080
0
A [m
²]
WSP [m.ü.NN]B
enet
zter
Um
fang
lu [
m]
Que
rpro
fil k
m 1
21.7
66
116
117
118
119
120
121
122
123
124
050
100
150
lu [m
]
WSP [m.ü.NN]
Rau
heit
kst
[m1/
3 /s]
Que
rpro
fil k
m 1
21.7
66
116
117
118
119
120
121
122
123
124
2022
2426
2830
3234
kst [
m1/
3/s]
WSP [m.ü.NN]
Ben
etzt
er U
mfa
ng lu
[m
]Q
uerp
rofil
km
118
.000
116
117
118
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120
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122
123
124
010
020
030
0
lu [m
]
WSP [m.ü.NN]F
ließ
quer
schn
itt A
[m
²]Q
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km
118
.000
116
117
118
119
120
121
122
123
124
010
020
030
040
050
060
070
080
0
A [m
²]
WSP [m.ü.NN]
Rau
heit
kst
[m1/
3 /s]
Que
rpro
fil k
m 1
18.0
00
116
117
118
119
120
121
122
123
124
3233
3435
36ks
t [m
1/3
/s]
WSP [m.ü.NN]
1D Wasserspiegellinienberechnung 8/11
Angaben zu den Querprofilen (2)
Flie
ßqu
ersc
hnitt
A [
m²]
Que
rpro
fil k
m 1
16.8
00
116
117
118
119
120
121
122
123
124
010
020
030
040
050
060
070
080
0
A [m
²]
WSP [m.ü.NN]B
enet
zter
Um
fang
lu [
m]
Que
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fil k
m 1
16.8
00
116
117
118
119
120
121
122
123
124
010
020
030
0
lu [m
]
WSP [m.ü.NN]
Rau
heit
kst
[m1/
3/s]
Que
rpro
fil k
m 1
16.8
00
116
117
118
119
120
121
122
123
124
3839
4041
4243
4445
4647
48
kst [
m1/
3/s]
WSP [m.ü.NN]
Rau
heit
kst
[m1/
3/s]
Que
rpro
fil k
m 1
15.0
00
116
117
118
119
120
121
122
123
124
3536
3738
3940
kst [
m1/
3/s]
WSP [m.ü.NN]
Flie
ßqu
ersc
hnitt
A [
m²]
Que
rpro
fil k
m 1
15.0
00
116
117
118
119
120
121
122
123
124
010
020
030
040
050
060
070
080
0A
[m²]
WSP [m.ü.NN]
Ben
etzt
er U
mfa
ng lu
[m
]Q
uerp
rofil
km
115
.000
116
117
118
119
120
121
122
123
124
010
020
030
0
lu [m
]
WSP [m.ü.NN]
1D Wasserspiegellinienberechnung 9/11
Angaben zu den Querprofilen (3)
Flie
ßqu
ersc
hnitt
A [
m²]
Que
rpro
fil k
m 1
13.2
00
116
117
118
119
120
121
122
123
124
010
020
030
040
050
060
070
080
0A
[m²]
WSP [m.ü.NN]B
enet
zter
Um
fang
lu [
m]
Que
rpro
fil k
m 1
13.2
00
116
117
118
119
120
121
122
123
124
050
100
150
200
250
lu [m
]
WSP [m.ü.NN]
Rau
heit
kst
[m1/
3 /s]
Que
rpro
fil k
m 1
13.2
00
116
117
118
119
120
121
122
123
124
3739
4143
45ks
t [m
1/3/
s]
WSP [m.ü.NN]
1D Wasserspiegellinienberechnung 10/11
Tabelle zur Spiegellinienberechnung
1D Wasserspiegellinienberechnung 11/11
Gra
fisch
e D
arst
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ng d
er W
SP
-Lin
ie fü
r Q =
300
m³
/s
118,
5
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0
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5
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0
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5
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0
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5
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0
122,
5 113
114
115
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Flus
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Z w [m.ü. NN]
hydr
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Diagramm zur Darstellung der Wasserspiegellagen (ohne und mit Stau)
