Experimentelle Bestimmung der Rauheit eines Maisfeldes mit echten Pflanzen

Im Laboratorium für Hydromechanik der Technischen Universität München wurden Versuche zur Bestimmung der Maisfeldrauheit im Maßstab 1:1 durchgeführt. Für die Versuche wurden echte Maispflanzen der Sorte Ricardinio im Rücklaufgerinne des Labors in einem typischen Saatraster (15 cm x 75 cm) aufgebaut und bei unterschiedlichen Fließtiefen, Abflüssen und Wasserspiegelgefällen durchströmt. Zur Überprüfung der Abhängigkeit von der Anströmrichtung wurde das Saatraster um 90º gedreht. Es wurde festgestellt, dass die Rauheit fließtiefen- und richtungsabhängig ist. Eine Abhängigkeit der Rauheiten vom Fließgefälle konnte in dem hier untersuchten Gefällebereich nicht ermittelt werden. Aus den Versuchen wurden fließtiefenabhängige kSt-Werte abgeleitet, die auch in numerischen 2-D-Modellen die Rauheiten von Maisfeldern wiedergeben können.

Die Abschätzung der Rauheit von Vorländern ist meist ein schwieriges Unterfangen. Hierbei ist vor allem zu unterscheiden, ob die Rauheit durch eine Sohlenrauheit oder durch durchströmten Bewuchs, z. B. Maisfelder, dominiert wird. In 2-DModellen findet meist der Rauheitsansatz nach Manning-Strickler Anwendung, bei dem der Rauheits-Beiwert linear in die Fließgeschwindigkeit eingeht und deshalb mit größter Sorgfalt gewählt werden muss. Gerade für Vorländer ist der Einfluss des Bewuchses auf die Reibung oft schwer abzuschätzen. Mehrere theoretische Untersuchungen wurden bisher angestellt, um den Reibungseinfluss von Pflanzen auf die Strömung zu erfassen (z. B. [4], [6]). Obwohl es sich bei einem Maisfeld um einen regelmäßigen Körper handelt, führen diese Ansätze hier zu einer großen Spreizung der Ergebnisse. Die empirische Bestimmung der Maisfeldrauheit, ausgedrückt als kSt-Wert für die Praxis, ist deshalb der konsequente Schritt.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft 12 / 2011 (Dezember 2011)
Seiten: 5
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dr.-Ing. Christoph Rapp
Dr.-Ing. Tobias Hafner

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