Vorwort
Aufbau und Randbedingungen von Kanalisationen
Inspektion
Berechnung über Fließformeln
Die simpelste, aber auch ungenaueste Methode zur Bestimmung des Volumenstroms bei freiem Abfluß ist die Berechnung der mittleren Fließgeschwindigkeit über teilweise empirisch ermittelte Fließformeln. Dabei werden die Reibungskräfte an den Kanalwänden über einen Beiwert berücksichtigt. Ein Beispiel dafür ist die Formel nach Manning-Strickler:
mit:
K = Reibungsbeiwert in [m1/3 s-1],
I = Energieliniengefälle [-] und
Rh= hydraulischer Radius (Quotient aus durchströmter Fläche und benetztem Umfang) in [m].
Dabei wird das Energieliniengefälle gleich dem Sohlengefälle gesetzt. Als einzige Meßgröße muß zur Bestimmung des hydraulischen Radius die Fließhöhe im Gerinne ermittelt werden. Der Reibungsbeiwert K wird entweder experimentell bestimmt oder aus Tafeln (Tabelle 4.4.1.5.1.1-1) abgegriffen.
Reibungsbeiwert K [m1/3s-1 ] nach der Formel von Manning und Strickler in Abhängigkeit von der Wandbeschaffenheit [Hager95]
| Kanalbeschreibung | K [m1⁄3s−1] |
|---|---|
| BETONKANÄLE | |
| mit Zementglattstrich | 100 |
| mit Verwendung von Stahlschalung | 90 − 100 |
| mit Glattverputz | 90 − 95 |
| mit geglättetem Beton | 90 |
| mit glattem, unversehrtem Zementputz | 80 − 90 |
| bei Verwendung von Holzschalung, ohne Verputz | 65 − 70 |
| Stampfbeton mit glatter Oberfläche | 60 − 65 |
| alter Beton, saubere Flächen | 60 |
| grobe Betonauskleidung | 55 |
| ungleichmäßige Betonflächen | 50 |
| GEMAUERTE KANÄLE | |
| aus Ziegelmauerwerk, auch Klinker, gut gefugt | 80 |
| aus Hausteinquadern | 70 − 80 |
| aus sorgfältigem Bruchsteinmauerwerk | 70 |
| aus Mauerwerk (normal) | 60 |
| aus grobem Bruchsteinmauerwerk | 50 |
| aus Bruchsteinwänden, gepflasterte Böschungen | 45 − 50 |
Bei diesem Verfahren wird für den betrachteten Kanalabschnitt eine konstante Wandrauhigkeit vorausgesetzt. In der Realität ist die hydraulische Rauhigkeit jedoch keine konstante Größe, sondern verändert sich u.a. durch Korrosion und Inkrustierung. Zudem ist die Abschätzung von K mittels Tabellen und damit zwangsläufig auch die Ermittlung der Abflußmenge nach dieser Methode mit großen Unsicherheiten behaftet.
