Rechner zur Berechnung von Fließgeschwindigkeit und Durchflussmenge an Gewässern

Dieser Rechner dient der Berechnung von mittlerer Fließgeschwindigkeit und Durchflussmenge an Bächen und Flüssen bei bekannten Fließquerschnitts-Eigenschaften.

 

Alle Eingabe-Felder (weiß hinterlegt) sind bereits vorab ausgefüllt, um unmittelbar losrechnen zu können. Alle Werte können aber dem jeweiligen Bedarf entsprechend geändert werden. Die berechneten Werte werden nach einem Klick auf "Berechnen" oder dem Drücken der Entertaste in den grün hinterlegten Feldern ausgegeben.

Kategorie


kSt   Gefälle  %


Fließquerschnitt

bo m       h m
bu m x m

Querschnittsfläche
Benetzter Umfang m
Geschwindigkeit m/s
Durchfluss m³/s


Hintergrund zum Rechner

Die Berechnung erfolgt nach der Formel von Gauckler-Manning-Strickler.

Erläuterungen zum Strickler-Beiwert kST

Beim Stricklerbeiwert kST handelt es sich um einen sogenannten Rauigkeitsbeiwert. Je größer dieser Rauigkeitsbeiwert ist, umso glatter ist das Gerinnebett und umso geringer ist der Widerstand, welcher der Fließbewegung entgegen gesetzt wird. Dementsprechend nimmt die Fließgeschwindigkeit mit steigendem Stricklerbeiwert zu.

 

Besonders glatt ist ein neu betoniertes Gerinnebett. Naturnahe Flüsse und Bäche sind dagegen durch eine höhere Rauigkeit charakterisiert, besonders wenn sie starken Bewuchs und/oder große Steine aufweisen.

 

Im Rechner ist jeder Kategorie ein angenommener Strickler-Beiwert zugewiesen, der nach Auswahl der Kategorie im Feld "kST" ausgegeben wird. Dieser Wert kann aber auch selbst beliebig gewählt werden.

Erläuterungen zum Gefälle

Das Gefälle drückt das Verhältnis zwischen Höhenunterschied und entsprechender Entfernung aus und wird üblicherweise in Prozent angegeben.

 

Werden zum Beispiel  auf 10 m Entfernung 10 cm Höhenunterschied beobachtet, so berechnet sich das Gefälle wie folgt:

0.1 m / 10 m * 100 = 1 %

 

Das Gefälle stellt die Energie für die Fließbewegung des Wassers zur Verfügung. Entsprechend nimmt mit zunehmendem Gefälle auch die Fließgeschwindigkeit zu.

Erläuterungen zum Fließquerschnitt

Das Verhältnis von Querschnittsfläche zu benetztem Umfang ist für die Größe der Fließgeschwindigkeit ebenfalls maßgeblich.

 

Im Rechner lassen sich einfache Fließquerschnitte auswählen und nach Angabe der geforderten Maße Querschnittsfläche und Benetzter Umfang gleich mitberechnen.

 

Fehlt der gewünschte Fließquerschnitt in der Auswahlliste, müssen nach Auswahl von "Benutzerdefiniert" die Querschnittsfläche und der Benetzte Umfang selbst angegeben werden um Fließgschwindigkeit und Durchflussmenge berechnen zu können. Nachfolgend eine Skizze, die erklärt, was unter Benetztem Umfang zu verstehen ist. Der Benetzte Umfang ist als blaue Linie dargestellt:

Erläuterungen zur berechneten mittleren Fließgeschwindigkeit und zur berechneten Durchflussmenge

Es handelt sich bei den berechneten Werten um Näherungswerte. Entsprechend sind Abweichungen von der Realität möglich. Bei großer Wassertiefe dürften die berechneten Werte eher zu hoch sein, besonders wenn gleichzeitig auch das Gefälle groß ist.

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Seite erstellt im Dezember 2017