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2002 | Book | 6. edition

Wasserbau

Hydrologische Grundlagen, Elemente des Wasserbaus, Nutz- und Schutzbauten an Binnengewässern

Authors: Dr. Dr. h.c. Daniel Vischer, Dr. Andreas Huber

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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About this book

Die Technologie Wasserbau beschäftigt sich mit den Bauwerken zur Nutzung bzw. Abwehr von Wasser. Zum Nutzwasserbau gehören die Wasserversorgung, die Bewässerung, die Wasserkraftnutzung und die Erholung, zum Schutzwasserbau die Abwasserentsorgung, die Entwässerung, der Hochwasserschutz und der Erosionsschutz. Die Autoren konzentrieren sich auf den so genannten "konstruktiven Wasserbau", wie er im Binnenland vorkommt. Entsprechend findet der Leser Ausführungen über den Wasserhaushalt, Fassungen, Wehre, Speicher, Kanäle, Druckleitungen, hydraulische Maschinen, Nutzwasserbauten und Schutzwasserbauten. Das seit 1978 etablierte Buch vermittelt dem praktisch arbeitenden und projektierenden Wasserbau-Ingenieur das erforderliche theoretische Grundwissen. Es ist aber nicht nur ein Nachschlagewerk für den Praktiker, sondern als eine umfassende Einführung in die Grundlagen des Wasserbaus auch ein bewährtes Lehrmittel für Studierende des Bauwesens.

Table of Contents

Frontmatter
1. Einleitung
Zusammenfassung
Die von der Sonne bestrahlte Erde kann aufgrund einer einfachen Modellvorstellung als geschlossenes System ohne Zu- und Wegfuhr von Materie aber mit Zu- und Wegfuhr von Energie bezeichnet werden (Bild 1.1). Sie befindet sich in einem sogenannten Fließgleichgewicht: In ihr finden Reaktionen statt, die nach den Gesetzen der Thermodynamik verlaufen.
Daniel Vischer, Andreas Huber
2. Wasserhaushalt
Zusammenfassung
Die Wasservorräte der Erde umfassen in flüchtiger, flüssiger und fester Form rund 1,4 · 109 km3. Tabelle 2.1 zeigt die entsprechende Aufteilung: Der Wasserdampf der Atmosphäre macht mit 0,001% nur einen verschwindenden Anteil aus. Auch der Anteil des Eises ist mit 2,15% verhältnismäßig gering. Der weitaus überwiegende Anteil der Wasservorräte, nämlich 97,8%, besteht aus Wasser als Flüssigkeit. Diese ist vorwiegend in den Meeren konzentriert, die 70,6% der Erdoberfläche bedecken. Die übrigen 29,4% der Erdoberfläche sind Land.
Daniel Vischer, Andreas Huber
3. Fassungen
Zusammenfassung
Nutzwasserbauten, insbesondere solche für die Wasserversorgung, die Bewässerung, die Wasserkraftnutzung und die Kanalschiffahrt, weisen gemäß Bild 3.1 folgende wesentlichen Elemente auf: eine Fassung, Zuleitungen, eventuell einen Speicher, Nutzungsanlagen, Ableitungen und Rückgabe.
Daniel Vischer, Andreas Huber
4. Wehre
Zusammenfassung
Bei Fassungen stellt das Stauwehr — kurz als Wehr bezeichnet — gewissermaßen ein Hindernis dar, das den Wasserspiegel und die Energielinie bis zurück zur Stauwurzel anhebt und Bedingungen schafft, unter welchen die faßbaren Zuflüsse erhöht werden. Infolge des Aufstaues wird die Zuströmung verzögert, wodurch längs der Staustrecke weniger Reibungsverluste entstehen. Diese Einsparung an Energie wird in den Flußkraftwerken zur Stromproduktion frei.
Daniel Vischer, Andreas Huber
5. Speicher
Zusammenfassung
Speicher dienen dem Ausgleich zwischen dem Wasserdargebot und dem Bedarf. Sie schaffen einen künstlichen, zeitlich begrenzten Rückhalt des Wassers. Dieser Rückhalt wird auch als Retention bezeichnet. Der zeitliche Ablauf der Speicherung wird anhand der Retentionsgleichung verfolgt.
Daniel Vischer, Andreas Huber
6. Kanäle
Zusammenfassung
Kanäle werden im Freilauf, das heißt mit freiem Spiegel, durchflossen. Sie werden dementsprechend auch als Freispiegelgerinne bezeichnet. Bei starken Neigungen spricht man auch von Schußrinnen oder Rampen. Man unterscheidet offene und geschlossene Kanäle. Bild 6.1 zeigt einige übliche Querschnittsformen.
Daniel Vischer, Andreas Huber
7.. Druckleitungen
Zusammenfassung
Druckleitungen weisen aus statischen Gründen fast durchwegs ein Kreisprofil auf, ebenso Druckstollen (Bild 6.1)
Daniel Vischer, Andreas Huber
8. Hydraulische Maschinen
Zusammenfassung
Hydraulische Maschinen dienen der Übertragung von Energie zwischen bewegten Maschinenteilen und einem flüssigen Medium. Letzteres besteht im Wasserbau aus Wasser, das nahezu inkompressibel ist, aber mit Feststoffen oder Luftblasen durchsetzt sein kann. Im Vordergrund der Anwendung stehen einerseits die Pumpen vom Typ der Kreiselpumpen, sowie die mit ihnen verwandten Schneckenpumpen und die völlig verschieden gearteten Kolbenpumpen, andererseits die Turbinen. Hier werden insbesondere die im Wasserbau weitverbreiteten Kreiselpumpen sowie die Turbinen vorgestellt.
Daniel Vischer, Andreas Huber
9. Nutzwasserbauten
Zusammenfassung
Der Nutzwasserbau kann in die folgenden Teilgebiete gegliedert werden (vgl. auch Kapitel 1):
  • Wasserversorgung,
  • Bewässerung,
  • Wasserkraftnutzung,
  • Verkehrswasserbau,
  • Erholung, soweit sie wassergebunden ist.
Daniel Vischer, Andreas Huber
10. Schutzwasserbauten
Zusammenfassung
Unter diesem Titel werden die Anlagen des Hochwasserschutzes, des Erosionsschutzes und der Entwässerung behandelt. Der besseren Uebersicht wegen wird dafür folgende Gliederung gewählt:
  • Konzepte des Hochwasserschutzes,
  • Hochwasserrückhalt (Hochwasserschutz),
  • Wildbachverbauung (Hochwasser- und Erosionsschutz),
  • Fluβbau (Hochwasser- und Erosionsschutz),
  • Hochwasserentlastung (Hochwasserschutz),
  • Entwässerung.
Daniel Vischer, Andreas Huber
Backmatter
Metadata
Title
Wasserbau
Authors
Dr. Dr. h.c. Daniel Vischer
Dr. Andreas Huber
Copyright Year
2002
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-10852-9
Print ISBN
978-3-540-43713-0
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-10852-9