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HYDRAULIK UND HYDROMECHANIK – ÜBUNGSTEIL b) Wie groß ist der Restabfluss Q u im Hauptgerinne bei einem Zufluss von Q o = 16 m 3 /s und der in a) festgelegten Rechenlänge? c) Welche Wassertiefe stellt sich für Q o = 16 m 3 /s am oberen und unteren Rechenende ein? 6.6 Instationärer Abfluss 65.) In einem Werkskanal mit rechteckigem Querschnitt (Mühlgerinne, b = 3,70 m) wird der mit der Höhe h = 1,85 m erfolgende Abfluss von Q = 2,60 m 3 /s auf Q 1 = 1,04 m 3 /s plötzlich gedrosselt. a) Wie groß ist die infolge des Stauschwalles auftretende Spiegelerhöhung des Oberwassers? b) Wie groß ist die maximale Schwallhöhe im Werkskanal bei plötzlichem, vollkommenem Abschluss des Einlaufschützes vor der Wasserkraftmaschine? Überfälle S. 86
HYDRAULIK UND HYDROMECHANIK – ÜBUNGSTEIL 7. GEOHYDRAULIK Grundlage der gesamten Strömungsberechnung in der Geohydraulik ist das Gesetz von DARCY: q = −k ·i (7-1) [q] = m·s −1 Durchflussrate, auf den Querschnitt bezogener Fluss; besitzt genau genommen die Dimension L 3 L −2 T −1 ; auch als Filtergeschwindigkeit v f bezeichnet [k] = m·s −1 k-Wert oder Durchlässigkeitsbeiwert (eigentlich von der dynamischen Viskosität und damit der Temperatur des Strömungsmediums abhängig). Der k-Wert wird häufig auch in der Einheit m/d angegeben. [i] = dim.los Standrohrspiegelgefälle; auch Gradient des hydraulischen Gesamtpotenzials H, das sich in der Geohydraulik vornehmlich aus Lage- und Druckpotenzial zusammensetzt: H = p ρ ·g + z [H] = m Gesamtpotenzialhöhe oder Standrohrspiegelhöhe im betrachteten Punkt [ p ρ ·g ] = m Druckhöhe im betrachteten Punkt [z] = m geodätische Höhe des betrachteten Punktes über dem Vergleichsniveau Das Potenzialgefälle zwischen zwei Punkten kann angegeben werden als i = H 2 − H 1 l . [H 1 ] = m Gesamtpotenzialhöhe oder Standrohrspiegelhöhe im Punkt 1 [H 2 ] = m Gesamtpotenzialhöhe oder Standrohrspiegelhöhe im Punkt 2 [l] = m Länge des Fließweges zwischen den Punkten 1 und 2 Da der Fluss immer von Punkten höheren Potenzials zu Punkten niedrigeren Potenzials und damit entgegen der Richtung des Gradienten erfolgt, ist die rechte Seite der Gleichung 7-1 mit negativem Vorzeichen versehen. 66.) Von einem Fluss infiltriert Wasser in den umgebenden Grundwasserkörper, der nach unten hin durch eine undurchlässige Schicht begrenzt ist. Mit welcher Zuströmung in das Grundwasser ist pro m Länge des Flusses zu rechnen? 67.) Die untenstehende Abbildung zeigt einen flachen Hang mit einer relativ dünnen Lockergesteinsauflage, der in einen Fluss entwässert. Das Gefälle des Hanges beträgt 2 %, der Boden ist sandiger Lehm mit einem k-Wert von 2,5 m/d. In einer Geohydraulik S. 87
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