Beckenrampen - Fließtiefenberechnung bei stark überströmten Riegeln

Es wird eine auf Basis praktischer Erfahrungen abgeleitete Methode für die Berechnung von Fließtiefen auf Beckenrampen bei Hochwasser vorgestellt und mit Ansätzen aus der Literatur verglichen. Der Anwendungsbereich erstreckt sich auf Gefälle zwischen 1 und 4 % sowie einem mittleren Riegelabstand von größer als 3,25 m. Die Fließtiefenberechnung ist gleichzeitig Grundlage für die Dimensionierung der Steingrößen in den Riegeln und Becken , die im folgenden Beitrag erläutert wird.

1 Grundlagen

Vorwiegend im alpinen und voralpinen Bereich, teilweise aber auch im Flachland sind Beckenrampen eine Möglichkeit, um Sohlenhöhenunterschiede im Längsverlauf eines Gewässers für Fische passierbar zu gestalten. Im Gegensatz zu im Nebenschlussangeordneten, begrenzt dotierten Fischaufstiegsanlagen bei Kraftwerken stehen Beckenrampen im Hauptstrom des Gewässers (Bild 1) und müssen damit auch den Belastungen von Hochwasserereignissen standhalten. Der vorliegende Beitrag erläutert eine Methode zur Berechnung der mittleren Fließtiefen als Basis für die Festlegung der Uferhöhen. Diese dient zur Abschätzung, ab wann mit einer Überflutung von Flächen seitlich des Gewässers zu rechnen ist. Das Ergebnis der hydraulischen Berechnung ist in weiterer Folge Grundlage für die Dimensionierung der Steingrößen in den Riegeln und Becken. Die Steindimensionierung selbst ist der Veröffentlichung von Hengl und Stephan [8] zu entnehmen. Der hier vorgestellte empirische Rechenansatz für die Erfassung der komplexen Fließverhältnisse auf einer Beckenrampe ist das Resultat aus zahlreichen Modellversuchen für wasserbauliche Projekte sowie theoretischen Überlegungen, mit dem Ziel, einen in der Ingenieurpraxis relativ einfach anwendbaren und trotzdem ausreichend genauen Ansatz zu entwickeln.

Ausgangspunkt war, dass keine Ansätze existierten, die für von uns zu bearbeitende Projekte befriedigende Ergebnisse lieferten. Die Entwicklung der hier präsentierten Berechnungsmethode liegt mittlerweile etwa 15 Jahre zurück und wird seither von uns immer wieder im Zuge von wasserbaulichen Beratungen verwendet. Wie der hier vorgestellte Ansatz im Vergleich zuweiteren, heute verfügbaren Ansätzen einzuordnen ist, ist dem Beispielkapitel zu entnehmen. Aus den durchgeführten Modellversuchen und Anwendungen in der Praxis kann die Anwendung für folgende geometrische Randbedingungen als gesichert angesehen werden:

-  Gefälle von 1 bis 4 % bzw. 1:100 bis 1:25,

-  Mittlerer Riegelabstand 3,5 m bis 15 m, wobei auf Grund der Konstruktion des Ansatzes eine Extrapolation auf größere Riegellängen möglich sein sollte.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 04 (April 2022)
Seiten: 7
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dipl.-Ing.Dr. Michael Hengl
Dipl.-Ing. Dr. Ursula Stephan

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