Die hydraulische Berechnung von Durchlässen erfordert eine differenzierte Betrachtung nach der Art des Durchflusses.

Beim Freispiegelabfluss ohne Einstau kann eine Berechnung als teilgefüllte Rohrleitung erfolgen, wobei die möglichen Energieverluste und die daraus resultierenden hydraulischen Effekte (Aufstau, Rückstau, evtl. Fließwechsel) zu berücksichtigen sind. Auf dieser Seite kann der Aufstau bei Durchlässen mit Freispiegelabfluss berechnet werden.

Bei einem Einstau des Durchlasseinlaufs können zwei Fälle unterschieden und auf den folgenden Seiten berechnet werden:

Eingestauter Durchlass mit Vollfüllung

Eingestauter Durchlass mit Vollfüllung

Berechnung des Durchflusses durch einen eingestauten Durchlass mit Vollfüllung (hydraulisch langer Durchlass)

Eingestauter Durchlass mit Teilfüllung

Eingestauter Durchlass mit Teilfüllung

Berechnung des Durchflusses durch einen eingestauten Durchlass mit Teilfüllung (hydraulisch kurzer Durchlass)

Welcher der beiden Fälle sich einstellt, hängt im Wesentlichen von der Ausrundung des Einlaufs sowie vom Gefälle und der Länge des Durchlasses ab. Für eine überschlägige Abschätzung, ob der Abfluss unter Vollfüllung oder Teilfüllung stattfindet, kann das nachfolgende Diagramm nach Aigner und Bollrich [1] verwendet werden.

Die Abbildung gilt für ein Einstauverhältnis von H/d ≥ 1,2 und einen scharfkantigen Einlauf. Für ausgerundete Einlauföffnungen wird auf das Originaldiagramm in [1] verwiesen.

H = Wassertiefe am Einlauf des Durchlasses inkl. Aufstau

d = Innendurchmesser des Durchlasses

l = Länge des Durchlasses 

I = Gefälle des Durchlasses

Eine Vollfüllung kann sich auch bei einem hydraulisch kurzen Durchlass ergeben, wenn dieser von Unterstrom eingestaut wird. Daher sollten die Fließverhältnisse unterhalb des Durchlasses in die Betrachtung mit einbezogen werden. 

Weitere Informationen zur Bemessung von Durchlässen können auch der DIN 19661-1 entnommen werden.


Referenzen

  • Detlef Aigner, Gerhard Bollrich: Handbuch der Hydraulik für Wasserbau und Wasserwirtschaft. 1. Auflage. Beuth Verlag, Berlin 2015.
  • DIN 19661-1:1998-07, Wasserbauwerke, Teil 1: Kreuzungsbauwerke, Durchleitungs- und Mündungsbauwerke