anlage 2: hydraulische nachweise - brandenburg · 2017. 12. 5. · anlage 2.4b datum: 13.11.2017...

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LEAG Lausitz Energie Bergbau AG Gewässerausbau Cottbuser See, Entwurfs- und Genehmigungsplanung Teilvorhaben 2, Erläuterungsbericht Flutungs- und Auslaufbauwerke Sweco GmbH Stand: 14.11.2017 Anlage 2: Hydraulische Nachweise Anlage 2.1.1a: Hydraulische Nachweise Zuleiter 1 Anlage 2.1.2a: IWD TU-Dresden; Forschungsbericht 2014/02 [18] Anlage 2.2: Hydraulische Nachweise Haasower Landgraben und Koppatz-Kahrener Landgraben Anlage 2.3: Hydraulische Nachweise Willmersdorfer Seegraben Anlage 2.4b: Hydraulische Nachweise Auslaufbauwerk

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  • LEAG Lausitz Energie Bergbau AG Gewässerausbau Cottbuser See, Entwurfs- und Genehmigungsplanung

    Teilvorhaben 2, Erläuterungsbericht

    Flutungs- und Auslaufbauwerke

    Sweco GmbH

    Stand: 14.11.2017

    Anlage 2: Hydraulische Nachweise

    Anlage 2.1.1a: Hydraulische Nachweise Zuleiter 1

    Anlage 2.1.2a: IWD TU-Dresden; Forschungsbericht 2014/02 [18]

    Anlage 2.2: Hydraulische Nachweise Haasower Landgraben und Koppatz-Kahrener Landgraben

    Anlage 2.3: Hydraulische Nachweise Willmersdorfer Seegraben

    Anlage 2.4b: Hydraulische Nachweise Auslaufbauwerk

  • LEAG Lausitz Energie Bergbau AG Gewässerausbau Cottbuser See, Entwurfs- und Genehmigungsplanung

    Teilvorhaben 2, Erläuterungsbericht

    Flutungs- und Auslaufbauwerke

    Sweco GmbH

    Stand: 14.11.2017

    Anlage 2.4b: Hydraulische Nachweise Auslaufbauwerk

  • Anlage 2.4b

    Datum: 13.11.2017

    Hydraulischer Nachweis

    PFV Gewässerausbau Cottbuser See, Teilvorhaben 2Objekt Nr. 8

    Objekt Auslaufbauwerk

    1. Bemessung / Nachweis Schieber / SchützQuerschnitt: Schütz

    vorgegebener Maximalabfluss Q max = 0,8 m³/s

    Wasserstand vor Schütz 63,5 m NHN

    Sohlhöhe Schütz 61,8 m NHN

    Anströmhöhe y1 = 1,7 m

    Wassersrand Hammergraben Q0,3 = 62,15 m NHN

    Wassersrand Hammergraben Q0,8 = 62,41 m NHN

    0953-17-007 . 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls [AuslaufBW (2.TK)-Regel-BW] Seite: 1 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Datum: 13.11.2017

    Grenztiefe hgr= 2/3*1,7m= 1,13 m

    Qgr= 1*(9,81m/s²*(1,13m)³)^0,5)= 3,76 m³/s

    Berechnung Q=CQ* s*B √ (2*g*y1)

    g= 9,81 m/s²

    d= 0,7 Schütz mit abgerundeter Ablösekante (J=90°)

    qmax=√[g*(2/3*y1)^3]

    Tabelle 1 (Abfluss Schieber)

    Anströmhöhe Sohl- Öffnungs- Abströmhöhe empirischer Abfluss

    oberhalb Schütz breite höhe unterhalb Schütz Abflussbeiwert

    y1 B s hu CQ Q

    m m m m m³/s

    1,70 1 0,025 0,61 0,61 0,09

    1,70 1 0,05 0,61 0,60 0,17

    1,70 1 0,075 0,61 0,60 0,26

    1,70 1 0,1 0,61 0,60 0,35

    1,70 1 0,125 0,61 0,60 0,43

    1,70 1 0,15 0,61 0,59 0,52

    1,70 1 0,175 0,61 0,59 0,6

    1,70 1 0,2 0,61 0,59 0,68

    1,70 1 0,225 0,61 0,59 0,76

    1,70 1 0,25 0,61 0,59 0,85

    1,70 1 0,275 0,61 0,58 0,93

    1,70 1 0,3 0,61 0,58 1,01

    1,70 1 0,325 0,61 0,58 1,09

    1,70 1 0,35 0,61 0,58 1,17

    1,70 1 0,375 0,61 0,58 1,25

    1,70 1 0,4 0,61 0,58 1,33

    1,70 1 0,425 0,61 0,57 1,41

    1,70 1 0,45 0,61 #ZAHL! #ZAHL!

    Bis zu dieser Tiefe liegt hinter dem Schütz

    schießen vor, danach nur noch ströhmen.

    hu ergibt sich aus:

    [Wasserspiegelhöhe Tabelle 3]

    - [Sohlhöhe Schütz]

    13

    2y

    3** grGerinne hgb

    0953-17-007 . 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls [AuslaufBW (2.TK)-Regel-BW] Seite: 2 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Datum: 13.11.2017

    Tabelle 2 (Abflussbeiwert)

    Öffnungs- volkommender empirischer

    höhe y3/s Abfluss Abflussbeiwert

    s y1/s hu/s y µ m k CQ=µ * k

    m

    0,03 68,00 24,40 0,61 0,61 JA 0,98 1,00 0,61

    0,05 34,00 12,20 0,61 0,60 JA 0,96 1,00 0,60

    0,08 22,67 8,13 0,61 0,60 JA 0,95 1,00 0,60

    0,10 17,00 6,10 0,61 0,60 JA 0,93 1,00 0,60

    0,13 13,60 4,88 0,61 0,60 JA 0,92 1,00 0,60

    0,15 11,33 4,07 0,61 0,59 JA 0,90 1,00 0,59

    0,18 9,71 3,49 0,61 0,59 JA 0,89 1,00 0,59

    0,20 8,50 3,05 0,61 0,59 JA 0,88 1,00 0,59

    0,23 7,56 2,71 0,61 0,59 JA 0,87 1,00 0,59

    0,25 6,80 2,44 0,61 0,59 JA 0,87 1,00 0,59

    0,28 6,18 2,22 0,61 0,58 JA 0,86 1,00 0,58

    0,30 5,67 2,03 0,61 0,58 JA 0,86 1,00 0,58

    0,33 5,23 1,88 0,61 0,58 JA 0,85 1,00 0,58

    0,35 4,86 1,74 0,61 0,58 JA 0,85 1,00 0,58

    0,38 4,53 1,63 0,62 0,58 JA 0,85 1,00 0,58

    0,40 4,25 1,53 0,62 0,58 JA 0,85 1,00 0,58

    0,43 4,00 1,44 0,62 0,57 JA 0,85 1,00 0,57

    0,45 3,78 1,36 0,62 0,57 NEIN 0,85 #ZAHL! #ZAHL!

    Kontraktions

    beiwert

    Ausflussbeiw

    ert

    0953-17-007 . 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls [AuslaufBW (2.TK)-Regel-BW] Seite: 3 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Datum: 13.11.2017

    Prüfung der Bemessung des Schiebers mit dem Programm WAGUfrei (Stauhöhe gem. Berechnung 63,5m NHN -61,8m NHN = 1,7m

    Stauhöhe wurde mit 1,7m angesetzt.

    Wie in den Diagrammen ersichtlich, kann der geforderten maximale Durchfluss von 0,8m³/s problemlos über den Schieber abgeleitet werden.

    Sch

    ieb

    er

    mit k

    on

    sta

    nte

    r D

    urc

    hflu

    ssm

    en

    ge

    Sch

    ieb

    er

    mit k

    on

    sta

    nte

    r S

    tau

    he

    0953-17-007 . 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls [AuslaufBW (2.TK)-Regel-BW] Seite: 4 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Datum: 13.11.2017

    2. Tosbecken Bemessung

    Öffnung Schütz für Q0,8m³/s= 0,24 m (Öffnung Schütz wird vereinfachend mit h1 gleich gesetzt)

    Geschwindigkeit Schütz: 3,33 m/s

    Geschwindigkeit vor Schütz (Zustrom) = 0,47 m/s

    Eingangs Froude Zahl 2,17

    0,63 m

    Sohlhöhe Bereich Tosbecken: 61,6 m NHN

    Wasserpiegel Abstrom bei 0,8m³/s: 62,41 m NHN

    hu= 0,81 m

    Einstaugrad: 1,29 m (bei Vertiefung Tosbecken e=0)

    Vertiefung Tosbecken

    Der Einstaugrand e sollte zwischen 1,05 und 1,25 liegen

    ee=1,05= -0,15 m

    ee=1,25= -0,03 m keine Vertiefung erforderlich

    Länge Tosbecken

    1,94 m → gewählt 2,8m

    𝑉 =𝑄

    𝐴=

    𝐹𝑟1 =𝑣1

    𝑔 ∗ ℎ1=

    ℎ2 = −ℎ12+

    ℎ12

    4+2 ∗ 𝑣1

    2 ∗ ℎ1𝑔

    =

    𝜀 =ℎ𝑢 + 𝑒

    ℎ2=

    𝐿𝑇 = 5 ∗ ℎ2 − ℎ1 =

    𝑒 = 𝜀 ∗ ℎ2 − ℎ𝑢

    0953-17-007 . 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls [AuslaufBW (2.TK)-Regel-BW] Seite: 5 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Hydraulischer NachweisPFV Gewässerausbau Cottbuser See, Teilvorhaben 2Objekt Nr. 8

    Objekt Auslaufbauwerk

    3. Nachweis der hydraulischen Leistungsfähigkeit der Grabenprofile nördl. des Auslaufbauwerks

    Rückstau im Schwarzen Graben 61,85 m NHN Berechnung nach Manning-Strickler:

    Sohle Schwarzer Graben 61,6 m NHN v = k * R 2/3

    * I 1/2

    Höhe Wasserstand Rückstau: 0,25 m Q = v * A

    Es wird hydraulisch vereinfachend nur die Fläche und der Umfang oberhalb des "Stauwassers" angesetzt. t = 10.000 * R * I

    Sohlbreite Sohle 3 m

    Tabelle 3 ( Graben zwischen Auslaufbauwerk und Brücke)

    Höhe Wasserspiegel Sohl- Böschungs- Fläche Umfang Hydraulischer Rauhigkeit Gefälle Fließge- Abfluss Schlepp-

    Wasserspiegel über Rückstau breite neigung Radius kSt I schwindigkeit spannung

    h B 1:n A U R m1/3

    /s v Q t

    m m m m m m/s m³/s N/m²

    0,30 0,05 3,75 1,5 0,191 3,930 0,049 20 0,08% 0,075 0,014 0,389

    0,40 0,15 3,75 1,5 0,596 4,291 0,139 20 0,08% 0,152 0,090 1,112

    0,50 0,25 3,75 1,5 1,031 4,651 0,222 20 0,08% 0,207 0,214 1,774

    0,60 0,35 3,75 1,5 1,496 5,012 0,299 20 0,08% 0,253 0,378 2,388

    0,70 0,45 3,75 1,5 1,991 5,372 0,371 20 0,08% 0,292 0,581 2,965

    0,80 0,55 3,75 1,5 2,516 5,733 0,439 20 0,08% 0,327 0,822 3,511

    0,90 0,65 3,75 1,5 3,071 6,094 0,504 20 0,08% 0,358 1,100 4,032

    1,00 0,75 3,75 1,5 3,656 6,454 0,566 20 0,08% 0,387 1,416 4,532

    1,10 0,85 3,75 1,5 4,271 6,815 0,627 20 0,08% 0,414 1,770 5,014

    1,20 0,95 3,75 1,5 4,916 7,175 0,685 20 0,08% 0,440 2,161 5,481

    1,30 1,05 3,75 1,5 5,591 7,536 0,742 20 0,08% 0,464 2,592 5,936

    1,40 1,15 3,75 1,5 6,296 7,896 0,797 20 0,08% 0,486 3,063 6,379

    1,50 1,25 3,75 1,5 7,031 8,257 0,852 20 0,08% 0,508 3,573 6,812

    1,60 1,35 3,75 1,5 7,796 8,617 0,905 20 0,08% 0,529 4,125 7,238

    (Es wird davon ausgegeangen, dass das Wasser oberhalb des minimalen Wasserstandes frei abfließen kann. (D.h. nicht durch eine techn.

    Vorrichtung aufgestaut wird.))

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Graben Seite 6 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Berechnung nach Manning-Strickler:

    Maßnahme: Auslaufbauwerk v = k * R 2/3

    * I 1/2

    Querschnitt: Querschnitt Betongerinne (Brücke) Q = v * A

    vorgegebener Maximalabfluss Q max bei h voll = 0,80 m³/s t = 10.000 * R * I

    Tabelle 4 (Gerinneprofil unter Brücke)

    Höhe Sohl- Fläche Umfang HydraulischerRauhigkeit Gefälle Fließge- Abfluss Schlepp-

    Wasserspiegel breite Radius kSt I schwindigkeit spannung

    h B A U R m1/3

    /s v Q t

    m m m m m m/s m³/s N/m²

    0,05 3 0,150 3,100 0,048 40 0,05% 0,119 0,018 0,242

    0,10 3 0,300 3,200 0,094 40 0,05% 0,185 0,055 0,469

    0,15 3 0,450 3,300 0,136 40 0,05% 0,237 0,107 0,682

    0,20 3 0,600 3,400 0,176 40 0,05% 0,281 0,169 0,882

    0,25 3 0,750 3,500 0,214 40 0,05% 0,320 0,240 1,071

    0,30 3 0,900 3,600 0,250 40 0,05% 0,355 0,319 1,250

    0,35 3 1,050 3,700 0,284 40 0,05% 0,386 0,406 1,419

    0,40 3 1,200 3,800 0,316 40 0,05% 0,415 0,498 1,579

    0,45 3 1,350 3,900 0,346 40 0,05% 0,441 0,595 1,731

    0,50 3 1,500 4,000 0,375 40 0,05% 0,465 0,698 1,875

    0,55 3 1,650 4,100 0,402 40 0,05% 0,488 0,804 2,012

    0,60 3 1,800 4,200 0,429 40 0,05% 0,508 0,915 2,143

    0,65 3 1,950 4,300 0,453 40 0,05% 0,528 1,029 2,267

    0,70 3 2,100 4,400 0,477 40 0,05% 0,546 1,147 2,386

    Wasserstand Graben bei Q=800l/s= 62,41 m NHN

    Wasserstand Graben bei Q=300l/s= 62,15 m NHN

    Differenz 0,26 m An dieser Differenz wurde die obrige Tabelle kallibriert.

    Wasserstand gem. Tabelle bei Q300l/s= 30 cm

    Wasserstand gem. ihc Q300l/s= 55 cm

    Dies führt zu einem Rückstau im Graben 25 cm

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Graben Seite 7 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Hydraulischer NachweisPFV Gewässerausbau Cottbuser See, Teilvorhaben 2Objekt Nr. 8

    Objekt Auslaufbauwerk

    4. Bemessung Fischaufstieg

    Bemessung eines Vertical-Slot-Pass gem. DWA-M 509P:\01_WE\0951FSW\Allg\Loos\Litheratur\Skripte\Wasserbau\Fischaufstiegsanlagen\DWA-M 509 Fischaufstiegsanlagen und fischpassierbare Bauwerke -Entwurf.pdf

    Abmessungen

    Schlitzweite: s= 0,3 m Leitwandlänge c= 0,54

    Beckenlänge: lB= 3 m Versatzmaß a= 0,18

    Beckenbreite: b= 2 m B Umlenkblock bu= 0,4

    Dicke der Trennwände: dTW= 0,1 m Abst Leitw-Schlitz g= 0,15

    max Oberwasserstand: 63,3 m NHN

    min Oberwasserstand: 62,2 m NHN

    max Unterwasserstand: 62,41 m NHN

    min Unterwasserstand: 62,15 m NHN

    Sohle Unterwasser: 60,5 m NHN

    Sohle Oberwasser (BW): 61,3 m NHN

    Sicherheitsbeiwerte nach Abschnitt 7.1.1

    Sicherheitsbeiwert für die Dimensionen Sg= 1

    Sicherheitsbeiwert für die Dimensionen Sv= 0,95

    Sicherheitsbeiwert für die Leistungsdichte Sp= 0,9

    betrieblicher Sicherheitsbeiwert Sb= 1

    Grenzwert für die spezifische Leistungsdichte pD,grenz = 125 W/m³ Tab. 21

    Grenzwert für Fließgeschwindigkeit im Schlitz Vgrenz = 1,4 m/s Tab. 17

    pD,bem= Sp*pD,grenz= 0,9*125= 112,50 W/m³

    vbem= Sb*Sv*vgrenz= 1*0,95*1,4= 1,33 m/s

    zul. Wasserspiegeldifferenz pro Becken

    Für die Bemessung der Fischaufstiegsanlage wird von einem maximalen Wasserstand im See von

    63,3m NHN ausgegangen. Da der maximal zulässige Wasserstand im See von 63,5m NHN den

    maximalen Grenzwert darstellt, kann dieser Wert sowieso nicht planmäßig angefahren werden. Bei

    der Dimensionierung der Fischaufstiegsanlage für einen seeseitigen maximalen Wasserspiegel von

    63,3 m NHN handelt es sich um eine Optimierung der Fischdurchgängigkeit und des Eingriff in die

    Landschaft (insbesondere Versiegelung). Diese Optimierung wurde mit dem Umweltplaner

    abgestimmt.

    Für den minimalen Wasserstand für den die Fischaufstiegsanlage dimensioniert wird, ist der minimale

    Wasserspiegel im See 61,8m NHN maßgebend. Der Seewasserspiegel darf nicht unter diesen Wert

    fallen. Um dies sicherzustellen wird der Auslaufgraben seeseitig mit einer Sohltiefe von 61,8m NHN

    ausgebildet (Auslaufschwelle). Da die Fische auch im Bereich dieser Auslaufschwelle eine gewisse

    Wassertiefe benötigen wird die Fischaufstiegsanlage für einen minimalen Seewasserspiegel von

    62,2m NHN dimensioniert.

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Fischaufstieg Seite 8 von 18 www.sweco-gmbh.de

    ../../../../../Allg/Loos/Litheratur/Skripte/Wasserbau/Fischaufstiegsanlagen/DWA-M 509 Fischaufstiegsanlagen und fischpassierbare Bauwerke -Entwurf.pdf

  • Anlage 2.4b

    Dhgrenz= (1,4m/s)²/(2*g)= 0,10 m

    Dhbem= (1,33m/s)²/(2*g)= 0,090 m

    Differenz zwischen den Maximalständen in Ober und Unterwasser

    max hges= 63,3m-62,41m= 0,89 m

    Differenz zwischen den Minimalständen in Ober und Unterwasser

    min hges= 62,2m-62,15m= 0,05 m

    Wasserspiegeldifferenz zwischen max und min Oberwasser

    D hO= 63,3m-62,2m= 1,1 m

    Anzahl der Becken:

    n= 0,89m / 0,09 -1 = 8,89

    → n= 9

    gewählt: n= 9

    nWände= 10

    Vor- und Nachkammer: lVK= 1,5 m

    Gesamtlänge: lges= 30 m

    Substratauflage: hSu= 0,3 m

    Wassertiefe im Fischpass: hmin= 0,7 m

    Wasserspiegeldifferenz pro Becken

    min Dh= 0,89/10= 0,089 m

    DhSohle= 61,3 m NHN - 60,5 m NHN = 0,8 m

    Sohlgefälle= 0,8 m / 30m = 2,67%

    Sohldifferenz pro Becken = 0,08 m

    vmax= Wurzel(2*g*0,089)= 1,32 m/s < v bem= 1,33m/s

    Zulässig!

    ho= hmin+Dh= 0,7+0,089= 0,789

    hu= hmin= 0,7

    hu/ho= 0,7/0,789= 0,887

    0,404

    0,251 m³/s = 251 l/s

    Leistungsdichte bei der Energiedissipation

    Die ungünstigsten Betriebszustände hinsichtlich der Strömung treten bei maximaler

    Wasserspiegeldifferenz auf.

    ]][*8,01[*6,0 5,7

    o

    ur

    h

    h

    23

    **2***3

    2or hgsQ

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Fischaufstieg Seite 9 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    hm= hu+Dh/2= 0,7+0,089/2= 0,7445 m

    iB= lB-tTW= 3-0,1= 2,9 m lichte Beckenlänge

    51 W/m³ < p D,bem= 112,5W/m³

    Zulässig!

    D

    bhi

    hQgp

    mB

    D**

    ***

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Fischaufstieg Seite 10 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Itteration Variante 1 maximaler Oberwasserstand und maximaler UnterwasserstandhOW= 63,3 hUW= 62,41 hges= 0,89 m

    z 0,4

    Dhstart= 0,089 m

    DhZulauf= 0,089 m ho Zulauf= 2,04 m hu Zulauf= 1,95 m

    µrZulauf= 0,260 QZulauf= 0,713 m³/s

    Trennwand

    Nr.

    Höhe der Sohle

    im Schlitz [m

    NHN]

    Wasserstand im Becken vor

    Trennwand [m NHN] hu [m] Dh [m] ho [m] v [m/s] hm [m] pD [W/m³]

    1 60,54 62,41 1,87 0,09 1,96 1,31 1,9135 51,93

    2 60,62 62,50 1,88 0,09 1,96 1,31 1,9205 51,94

    3 60,70 62,58 1,88 0,09 1,97 1,31 1,928 52,82

    4 60,78 62,67 1,89 0,09 1,98 1,33 1,937 54,6

    5 60,86 62,76 1,90 0,09 1,99 1,33 1,947 54,61

    6 60,94 62,85 1,91 0,09 2,00 1,33 1,957 54,62

    7 61,02 62,94 1,92 0,09 2,01 1,33 1,967 54,63

    8 61,10 63,03 1,93 0,09 2,02 1,33 1,977 54,64

    9 61,18 63,12 1,94 0,09 2,03 1,33 1,987 54,65

    10 61,26 63,21 1,95 0,09 2,04 1,33 1,997 54,66

    63,30

    v [m/s] pD [W/m³]

    Fehler: -0,20 cm 0,09 Maximalwert= 1,33 54,66

    NW Nachweis erfüllt! Nachweis erfüllt!

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Fischaufstieg Itt Seite 11 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    1,8

    7

    1,8

    8

    1,8

    8

    1,8

    91,9

    01,9

    11,9

    21,9

    31,9

    41,9

    5

    1,9

    6

    1,9

    6

    1,9

    71,9

    81,9

    92,0

    02,0

    12,0

    22,0

    32,0

    4

    1,75

    1,80

    1,85

    1,90

    1,95

    2,00

    2,05

    2,10

    2,15

    12345678910

    Was

    sers

    tan

    d [

    m]

    Trennwand Nr.

    Ergebnis Wasserstände Variante 1hu [m]

    ho [m]

    Poly. (ho [m])

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Fischaufstieg Itt Seite 12 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Itteration Variante 2 mittlerer Oberwasserstand und minimaler Unterwasserstand

    s= 0,3 m iB= 2,9 m b= 2

    hOW= 63 hUW= 62,15 hges= 0,85

    z 0,4 Dhmittel=

    Dhstart= 0,085

    DhZulauf= 0,085 m ho Zulauf= 1,74 m hu Zulauf= 1,66 m

    µrZulauf= 0,274 QZulauf= 0,590 m³/s

    Trennwand

    Nr.

    Höhe der Sohle

    im Schlitz [m

    NHN]

    Wasserstand im Becken vor

    Trennwand [m NHN] hu [m] Dh [m] ho [m] v [m/s] hm [m] pD [W/m³]

    1 60,54 62,15 1,61 0,08 1,69 1,26 1,6505 46,53

    2 60,62 62,23 1,61 0,08 1,69 1,28 1,6525 48,22

    3 60,70 62,31 1,61 0,08 1,70 1,28 1,656 49,08

    4 60,78 62,40 1,62 0,08 1,70 1,28 1,66 49,09

    5 60,86 62,48 1,62 0,09 1,71 1,29 1,6645 49,95

    6 60,94 62,57 1,63 0,09 1,71 1,29 1,6695 49,95

    7 61,02 62,65 1,63 0,09 1,72 1,29 1,6745 49,96

    8 61,10 62,74 1,64 0,09 1,72 1,30 1,68 50,83

    9 61,18 62,82 1,64 0,09 1,73 1,31 1,687 52,58

    10 61,26 62,91 1,65 0,09 1,74 1,33 1,696 54,35

    63,00

    Fehler: -0,10 cm 0,09 Maximalwert= 1,33 54,35

    NW Nachweis erfüllt! Nachweis erfüllt!

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Fischaufstieg Itt Seite 13 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    s= 0,3 m iB= 2,9 m b= 2

    hOW= 62,3 m hUW= 62,15 hges= 0,15

    z 0,4 Dhmittel=

    Dhstart= 0,015

    DhZulauf= 0,015 m ho Zulauf= 1,04 m hu Zulauf= 1,03 m

    µrZulauf= 0,157 QZulauf= 0,156 m³/s

    Trennwand

    Nr.

    Höhe der Sohle

    im Schlitz [m

    NHN]

    Wasserstand im Becken vor

    Trennwand [m NHN] hu [m] Dh [m] ho [m] v [m/s] hm [m] pD [W/m³]

    1 60,54 62,15 1,61 0,01 1,62 0,49 1,616 2,79

    2 60,62 62,16 1,54 0,02 1,56 0,56 1,55 4,27

    3 60,70 62,18 1,48 0,02 1,49 0,56 1,486 4,26

    4 60,78 62,19 1,41 0,02 1,43 0,56 1,422 4,26

    5 60,86 62,21 1,35 0,02 1,37 0,56 1,358 4,25

    6 60,94 62,23 1,29 0,02 1,30 0,56 1,294 4,25

    7 61,02 62,24 1,22 0,02 1,24 0,56 1,23 4,24

    8 61,10 62,26 1,16 0,02 1,17 0,56 1,166 4,24

    9 61,18 62,27 1,09 0,02 1,11 0,56 1,102 4,23

    10 61,26 62,29 1,03 0,02 1,05 0,56 1,038 4,23

    62,31

    Fehler: -0,60 cm 0,02 Maximalwert= 0,56 4,27

    NW Nachweis erfüllt! Nachweis erfüllt!

    Bei geringeren Wassertiefen im See ist die Wasserspiegeldifferenz nicht mehr ausreichend um am Auslauf eine Leitströmung mit v>1m/s zu erzeugen!

    Itteration Variante 3 minimaler Unterwasserstand und minimaler Ober- wasserstand bei dem die Geschwindigkeit

    am Auslauf größer 0,2m/s ist

    Um auch bei geringen Wasserspiegeldifferenzen eine ausreichende Leitströmung erzeugen zu können, wird in Becken 6 OW eine seitliche

    verschließbare Öffnung vorgesehen.

    Da sich der Unterwasserstand von 62,15m NHN bei einem Durchfluss von 300l/s einstellt, müsste der Schieber so eingestellt werden, das ca. 150l/s

    über den Schieber fließen.

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Fischaufstieg Itt Seite 14 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    s= 0,3 m iB= 2,9 m b= 2

    hOW= 62,4 m hUW= 62,15 hges= 0,25

    z 0,4 Dhmittel=

    nWände= 6 (seitliche Öffnung) Dhstart= 0,04166667

    DhZulauf= 0,041666667 m ho Zulauf= 1,14 m hu Zulauf= 1,10 m

    µrZulauf= 0,241 QZulauf= 0,275 m³/s

    Der Unterwasserstand von 62,15m NHN stellt sich bei einem Durchfluss von 300l/s ein.

    Trennwand

    Nr.

    Höhe der Sohle

    im Schlitz [m

    NHN]

    Wasserstand im Becken vor

    Trennwand [m NHN] hu [m] Dh [m] ho [m] v [m/s] hm [m] pD [W/m³]

    1 60,54 62,15 1,61 0,04 1,65 0,92 1,6315 18,35

    2 60,62 62,19 1,57 0,04 1,62 0,92 1,5945 18,34

    3 60,70 62,24 1,54 0,04 1,58 0,92 1,5575 18,33

    4 60,78 62,28 1,50 0,04 1,54 0,92 1,5205 18,31

    5 60,86 62,32 1,46 0,04 1,51 0,92 1,4835 18,3

    6 60,94 62,37 1,43 0,04 1,47 0,92 1,4465 18,29

    7 61,02 62,41 1,39 0,00 1,39 0,00 1,388 0

    8 61,10 62,41 1,31 0,00 1,31 0,00 1,308 0

    9 61,18 62,41 1,23 0,00 1,23 0,00 1,228 0

    10 61,26 62,41 1,15 0,00 1,15 0,00 1,148 0

    62,41

    Fehler: -0,80 cm 0,03 Maximalwert= 0,92 18,35

    NW Nachweis erfüllt! Nachweis erfüllt!

    Itteration Variante 4 minimaler Unterwasserstand und minimaler Oberwasserstand bei geöffneter seitlicher Öffnung

    in Oberwasser Becken 6

    Bei diesen hydraulischen Verhältnissen wird die Leitströmung von v>1m/s am Auslauf knapp verfehlt. Da in diesem Fall aber der Schieber in der

    Regelkammer geschlossen ist existiert keine Konkurrenzströmung. Folglich kann die leichte Unterschreitung der Leitströmung toleriert werden.

    0953-17-007 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls / AuslaufBW Fischaufstieg Itt Seite 15 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Datum: 13.11.2017

    Hydraulischer Nachweis5. Grundwasserabsenkung Auslaufbauwerk / Brücke

    Baugrube: a= 35 m b= 20 m Sohle 59,20 m NHN

    tBG= 4,15 m OK Gelände 63,35 m NHN

    Grundwasser: OK GWBaugrundgutachten= 62,05 m NHN Sicherheit 0,5 m

    OK GWBemessung= 62,55 m NHN

    tGW_Bemessung= 0,8 m

    OKAbsenkziel= 58,70 m NHN

    Abstand abgesenkter Wasserspiegel zu Baugrubensohle sa= 0,5 m

    kf-Wert: 0,0008 m/s

    Abschätzung des Ersatzbrunnenradius

    14,93 m ARe= 14,4 m

    baA

    *

    0951-11-031 . 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls [AuslaufBW (1. Tektur) (GW)] Seite: 16 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Datum: 13.11.2017

    Wahl UK Filterrohr

    Tiefe Brunnen ab OK Baugrube 3 m

    UK Filterrohr 56,20 m NHN

    Abschätzung der Reichweite

    ben. Filterlänge h0=h*= 2,5 m

    H= 6,35 m

    Reichweite für Einzelbrunnen Korrektur Mehrbrunnenanlage

    R= 326,68 m R= 327,02 m

    Abschätzung der Gesamtfördermenge

    0,02774 m³/s → 27,74 l/s → 1,66 m³/min

    Qunvollk= 0,03052 m³/s → 30,52 l/s → 1,83 m³/min

    Fassungsvermögen ( Ergibigkeit) des Einzelbrunnens:

    Brunnenradius r0= 0,2

    QF= 0,00592384 m³/s → 5,92 l/s

    erforderl. Anzahl der Brunnen 5,15 Stkgewählt 6

    AR

    hHkQ

    lnln

    )(**

    2*2

    0951-11-031 . 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls [AuslaufBW (1. Tektur) (GW)] Seite: 17 von 18 www.sweco-gmbh.de

  • Anlage 2.4b

    Datum: 13.11.2017

    x1= 18,87 m

    x2= 10,77 m

    x2= 12,81 m

    Wasserstand y= 2,50

    Anzahl n= 6

    Q= 0,02702547 m³/s → 27,03 l/s

    Für die unvollkomenden Brunnen

    QE= 29,73 l/s

    Leistungsvermögen von n Brunnen QF,gesamt= 35,54 l/s

    Absenkziel wird erreicht

    0951-11-031 . 20171113 EP hydraulische Bemessung .xls [AuslaufBW (1. Tektur) (GW)] Seite: 18 von 18 www.sweco-gmbh.de