Wasserbau Tools

Frequenzanalyse/Ganglinienanalyse

Die Frequenzanalyse extrapoliert aus einer langjährigen Abflussmessreihe mit Hilfe verschiedener statistischer Verteilungen die charakteristischen Abflüsse wie HQ30, HQ100, HQ300 usw. Statistische Tests und die Streuung der Resultate liefern Aufschluss über die Güte der Extrapolation.

Die Ganglinienanalyse ermittelt aus verschiedenen beobachteten Hochwasserganglinien eine charakteristische Ganglinienform, welche z.B. als Standard-Ganglinie für instationäre Berechnungen verwendet werden kann.

Staukurvenrechnung mit HECRAS

Das Staukurvenprogramm HECRAS erlaubt die Berechnung eines stationären und instationären Abflusses in einem einfachen oder verzweigten eindimensionalen Gerinne. Die Berechnung basiert auf der Streifenmethode bzw. der Methode nach Strickler/Einstein. Die Topografie (Gerinnegeometrie) wird anhand von mehreren Querprofilen definiert. Zur optimalen Modellierung der Gerinnebeschaffenheit stehen zahlreiche Parameter zur Verfügung. Es können verschiedene Sonderstrukturen wie z.B. Brücken, Durchlässe, Ausflüsse usw. definiert werden.

Das Programm HECRAS wird in Flüssen überall dort angewendet, wo relativ rasch eine genaue Wasserspiegellage oder Energielinie ermittelt werden muss.

Staukurve mit Streichwehr-Ausfluss nach Hager

Für seitliche Ausflüsse über Dämme oder durch Dammbreschen liefern die normalen Wehrformeln (Poleni u.a.) zu hohe Ausflussmengen. Aus diesem Grund wurde ein Berechnungswerkzeug programmiert, welche einen Streichwehr-Ausfluss mit Hilfe der speziellen Streichwehr-Formel nach Hager (VAW 1982) berechnen kann. Die dazu verwendete Staukurve basiert auf der Streifenmethode bzw. auf der Methode nach Strickler/Einstein und ist speziell für Flüsse mit Vorland geeignet.

Das Berechnungswerkzeug wird für die Ermittlung von Ausflüssen durch Dammbreschen bzw. Seitenentlastungen eingesetzt.

Speicherkaskadenmodell für Überflutungsflächen

Dieses Modell wurde für die einfache Ermittlung instationärer Abflüsse durch überflutete Ebenen entwickelt. Das potentielle Überflutungsgebiet wird entlang massgebender Bruchkanten wie Strassen- und Bahndämme, Wälle, Mauern usw. in Becken eingeteilt, welche beliebig miteinander vernetzt werden können. Den Bruchkanten zwischen den Becken werden einfache Abflusscharakteristika zugeordnet (Normalabfluss, Überfall, Durchlass).

Das Modell wird überall dort verwendet, wo eine relativ grosse Überflutungsebene mit Hilfe einfacher hydraulischer Werkzeuge berechnet werden muss und wo sich der Aufwand für eine zweidimensionale Berechnung nicht rechtfertigt. Es liefert Wasserstände und Abflussmengen an den Bruchkanten, sowie die Dämpfung und zeitliche Verschiebung der Ganglinie im Überflutungsgebiet.

Geschiebetransport

In unserem Büro wurden zahlreiche Tabellen und Programme für die Berechnung des Geschiebetriebes entwickelt:

Linienzahlanalyse, Volumengewichtsanalyse, Umrechnung in Unterschichtmaterial

Ermittlung des Transportbeginns mit der Grenzschleppspannung oder mit dem Verfahren nach Günther

Transportvermögen an einem Flussquerschnitt auf Basis der Geschiebetransportformeln Meyer-Peter/Müller und VAW1985.

Potentielle Geschiebefracht durch Integration über die Hochwasserganglinie

Hydraulische Sonderbauwerke

Für die Berechnung von Sonderbauwerken wie z.B. Durchlässe, über- und unterströmte Schützen, Tosbecken, Blockrampen usw. wurden die gängigen hydraulischen Formeln als Excel-Tabellen und Fortranscripte programmiert.

Auch zur Dimensionierung von Blocksatzbauten wurden numerische Berechnungswerkzeuge entwickelt.

Geschlossene Leitungssysteme

Für die hydraulische Berechnung einfacher geschlossener Leitungssysteme unter Vollfüllung (Druckabfluss) stehen EDV-Applikationen zur Verfügung.