Stau- und Senkungskurven

Zusammenfassung

Unter Stau- und Senkungskurven (engl.: backwater curves; franz.: courbes de remous) versteht man idealisierte Wasserspiegelprofile, welche sich als Übergangskurven zwischen zwei oder mehreren Kanalabschnitten ergeben. Bild 8.1 zeigt einen langen Ober- und einen ebenso langen Unterwasserkanal. In beiden Kanälen stellt sich nach genügender Fliessdistanz Normalabfluss ein, falls die Bedingungen dazu nach Kap.5 erfüllt sind. Stau- und Senkungskurven sind ein einfaches Hilfsmittel, um die mittlere Strömung übersichtlich zu kennzeichnen, sie geben jedoch keinen Aufschluss über das Querprofil, die internen Strömungsverhältnisse und Ablösungszonen oder über die Geschwindigkeitsverteilung.

Die Übergangskurven von einem in den nächsten Normalabflusszustand, oder allgemeiner die Wasserspiegel in offenen Kanälen werden als Stau- und Senkungskurven bezeichnet. Sie geben bei stationärem Abfluss die allgemeinsten Oberflächenprofile unter einem Durchfluss bei bestimmten Randbedingungen an. Üblicherweise lassen sie sich nur umständlich berechnen, sind aber häufig nötig, um Gewissheit über Einstau-verhältnisse zu erhalten.

Kapitel 8 stellt eine vereinfachte Methode zur Ermittlung der Stau- und Senkungskurven dar. Sie basiert auf einer Differentialgleichung, die sich exakt lösen lässt. Damit entfällt ein Konvergenzkriterium hinsichtlich der Länge des Berechnungsschrittes. Das Verfahren wird ausführlich anhand eines Berechnungsschemas beschrieben und durch Beispiele erläutert. Neben dem Kreisprofil werden auch das Ei- und Maulprofil sowie das Rechteckprofil in Rechnung gestellt. Abschliessend wird der Einfluss der nichthydrostatischen Druckverteilung auf den Abfluss diskutiert.