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Einrichtung zur Regelung der Fließgeschwindigkeit des Wassers in einem
Gerinne Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Fließgeschwindigkeit
des Wassers in einem Gerinne.
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In einem Gerinne -wächst mit zunehmender Wassermenge bei gleichbleibendem
Gefälle die Abflußgeschwindigkeit und damit auch die Schleppkraft. überschreitet
diese einen bestimmten, von der Beschaffenheit der Gerinnewandungen abhängigen Höchstwert,
z. B. bei Hochwasser, so treten Zerstörungen an Sohle und Böschungen auf. Um dies
zu vermeiden, müssen die Sohle und die Böschungen derart stark befestigt werden,
daß sie durch die große Geschwindigkeit des Wassers nicht beschädigt werden können.
Eine solche Befestigung der Gerinne"vandungen ist aber sehr kostspielig und kann
daher in größerem Umfang nicht angewendet werden.
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Ein Werg, die Abffußgeschwindigkeit des Wassers herabzusetzen, besteht
darin, das Gefälle des Gerinnes zu ermäßigen und Sohlenabstürze einzubauen. Beim
Fall über diese Abstürze erlangt das Wasser aber eine erhebliche Beschleunigung;
die Gerinnewandungen unterhalb der Abstürze werden durch die vermehrte Schleppkraft
zerstört, wenn nicht durch entsprechende Ausbildung der Absturzbauwerke für die
Vernichtung dieser schädlichen Schleppkraft gesorgt wird. Bisher wurden hierfür
vertiefte Absturzbecken und Fallkessel hergestellt. Zur Erhöhung der. Reibung -wird
die Sohle der Fallkessel noch gelegentlich; mit zahnartigen, prismatischen oder
ähnlich geformten Körpern versehen. Auch oberhalb der Absturzkante muß die Sohle
des Gerinnes auf längere Strecken gegen die erhöhte Schleppkraft der infolge des
Absturzsoges beschleunigten Wassermassen durch starke Befestigung geschützt werden.
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Diese Art der Verminderung der Abflußgeschwwndigkeit des Wassers in
steilen Bachstrecken hat, abgesehen von den ebenfalls erheblichen Kosten, den Nachteil,
daß die Geschwindigkeit des Niedrigwassers stark herabgesetzt wird, wodurch in unerwünschterUTeise
dessen Schleppkraft verringert -wird, so daß leicht Ablagerungen eintreten können.
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Gemäß der Erfindung sollen diese Nachteile dadurch vermieden -werden,
daß oberhalb des normalen Wasserspiegels in Abständen hintereinander, gegebenenfalls
in verschiedenen Höhenlagen, Querbalken angeordnet sind, die bei Zunahme der Wasserführung
in dem Gerinne die oberhalb des normalen Wasserspiegels liegenden Wasserschichten
,anstauen und hierdurch die Fließgeschwindigkeit der gesamten Wassermengen verringern.
Dadurch -wird auch die Schleppkraft des Wassers bei Zunahme der Wasserführung in
zulässigen Grenzen gehalten und die Zerstörung der Sohlen- und Böschungsbefestigung
des Gerinnes infolge der Zunahme der Schleppkraft des Wassers vermieden.
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Sind in das Gerinne Abstürzeeingebaut, so sind der unmittelbar vor
dem Absturz, vorzugsweise über der Absturzkante angeordnete Querbalken und der unmittelbar
hinter dem Absturz angeordnete Querbalken unter dem
normalen Wasserspiegel
angeordnet. Hierdurch soll erreicht werden, daß der vor dem Absturz liegende Querbalken
eine Geschwindigkeitszunahme des Wassers infolge .des durch den Absturz ausgeübten
Soges verhindert und der hinter dem Absturz liegende Querbalken die lebendige Kraft
des Wassers vernichtet. Es ist zwar bereits bekanntgeworden, in Leerschußkanälen
von Wasserkraftwerken dicht über der Kanalsohle Querbalken hintereinander anzuordnen.
Diese haben den Zweck, die lebendige Kraft der abstürzenden Wassermassen zu vernichten,
und sie sind dementsprechend auch nur an den Abstürzen des Leerschußkanals angeordnet.
Bei der Einrichtung nach der Erfindung soll dagegen nicht ständig die lebendige
Kraft des fließenden Wassers vernichtet werden, sondern durch die oberhalb des normalen
Wasserspiegels angeordneten Querbalken soll nur bei Hochwasser die Fließgeschwindigkeit
des Wassers so weit verringert werden, daß keine Beschädigungen der Sohlen- und
Böschungsbefestigung eintreten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Abb. i zeigt eine gemäß der Erfindiuig ausgebaute Gerinnestrecke im
Längsschnitt. Die Abb.2 und 3 zeigen Querschnitte des Gerinnes nach den Linien I-I
und II-II der Abb. i. S1 und s. sind die auf verschiedener Höhe liegenden Sohlen
eines mit dem Absturz lt versebenen steilen Gerinnes. Die Linie tvl bezeichnet den
G`Tasserspiegel derjenigen Wassermenge, die gerade noch ohne Überschreitung der
für die Gerinnevandungen zulässigen Schleppkraft in dem Gerinne abgeführt «-erden
kann. Steigt dieser Wasserspiegel infolge vermehrter Wasserzuführung, so stößt die
obere Wasserschicht gegen die Querbalkena der oberhalb und unterhalb des Absturzes
lt liegenden Strecken und gegen die Querbalken c und e des Absturzes. Es stellt
sich dann ein Wasserspiegel w2 ein.
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Bei größeren «V#Tassermengen werden nach Bedarf in den Gerinnen auch
mehrere Querbalken übereinander angeordnet, wie dies in den Abb. i und 2 beispielsweise
oberhalb der Querbalkena punktiert angedeutet ist.
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Um die oberhalb der Absturzkante durch den Absturzsog entstehende
Geschwindigkeitszunähme zu beseitigen und die aus diesem Grund sonst erforderliche
besondere Befestigung der Gerinnewandungen zu sparen, ist der Querbalken b um ein
solches Maß tiefer als die Querbalken a angeordnet, daß er in den infolge des Absturzsoges
abgesenkten normalen Wasserspiegel eintaucht und diesen bis zur gleichen Höhe des
Abfluges tvl in der durch den Absturz unbeeinflußten Geri:nnestreck.e anstaut.
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Auch der erste unterhalb der Absturzkante angeordnete, in Abb. i und
3 mit rd bezeichnete Querbalken ist tiefer angeordnet als die Querbalken a des durch
die Absturzeinwirkung nicht beeinflußten Gerinnes, und zwar um ein solches Maß,
daß durch ihn die Beschleunigung des Normalabflusses infolge des Absturzes vernichtet
wird und der Wasserspiegel sofort unterhalb des Absturzes zur Höhe des normalen
Wasserspiegels tvl angestaut wird. Nimmt der Wasserabfluß über dem Absturz zu, so
tauchen weitere unterhalb des Ab-
sturzes angeordnete Querbalken ein. Anzahl
und Lage der Querbalken sind abhängig von der Absturzhöhe und der Größe des Abflusses.