Stauhöhe bei Durchlässen mit freiem Wasserspiegel

Eingabe
Fließgeschwindigkeit im Durchlass	v	=	m/s	i Die Berechnung der Fließgeschwindigkeit in teilgefüllten Rohren mit Kreis-, Maul- oder Eiprofilen kann mit Hilfe der Excel-Anwendungen für Teilfüllungswerte auf der Seite Rohrhydraulik erfolgen.
Innendurchmesser des Durchlasses	d	=	m	i Bei nichtkreisförmigen Querschnitten ist der Rohrdurchmesser d durch den hydraulischen Durchmesser d_hy zu ersetzen. Dabei ist d_hy = 4⋅A/l_U
Länge des Durchlasses	l	=	m
Gefälle des Durchlasses	I	=	%
Einlaufverlustbeiwert	ζ_e	=	-	i Eine Zusammenstellung von Einlaufverlustbeiwerten ist auf dieser Seite zu finden.
Auslaufverlustbeiwert	ζ_a	=	-	i Eine Zusammenstellung von Auslaufverlustbeiwerten ist auf dieser Seite zu finden.
Widerstandsbeiwert	λ	=	-	i Der Widerstandsbeiwert kann auf dieser Seite berechnet werden.
Fallbeschleunigung	g	=	m/s²
Berechnen Löschen
Ergebnis
Stauhöhe	z	=	m
Energieverlusthöhe	h_v	=	m
Rohrreibungsverlustbeiwert	ζ_r	=	-

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Information

Der Aufstau des Wasserspiegels bei Durchlässen ist - wie auch bei allen anderen Einbauten und Abflusshindernissen in einem Gerinne - von der Fließgeschwindigkeit und der Ausprägung der hydraulischen Störung abhängig. Diese Seite ermöglicht eine Abschätzung der Aufstauhöhe bei einem Durchlass mit freiem Wasserspiegel nach DIN 19661-1.

Bei langen Durchlässen ist eine möglichst genaue Berechnung des Widerstandsbeiwertes und der Reibungsverlusthöhe erforderlich. Ist die Gesamtverlusthöhe kleiner als die Höhendifferenz im Durchlass, so liegt eine Abflussbeschleunigung vor und der Aufstau nimmt rechnerisch mit zunehmender Länge des Durchlasses immer niedrigere und auch negative Werte an.

Bei gleichförmigem Abfluss entspricht die Reibungsverlusthöhe h_v,r= I ⋅ l = λ ⋅ l/d ⋅ v² / (2⋅g). Daraus ergibt sich der Widerstandsbeiwert λ = I ⋅ d ⋅ 2⋅ g / v². In dem Fall hat die Rohrreibung im Durchlass keinen Einfluss auf die Stauhöhe.

Für eingestaute Durchlässe, was auch durch einen Rückstau aus dem Unterwasser bedingt sein kann, wird auf diese Seite verwiesen.