Плотина (гидротехника)

Регулируемая плотина с проходом для рыбы на Верре- ин- Лаге
Плотина на озере Цвенкау

Водослив , а также плотина , дамбы , в Швейцарии , в Австрии и Южной Германии и Wuhr , Werche или ЛЕГ называется, в гидротехническом , отсечным , который закрывает приток или отток водоема. Таким образом, он является частью дамбы и образует искусственную ступеньку падения . Водосливы могут быть перелетены или пересечены время от времени, или и то, и другое одновременно. Они часто, но не обязательно, используются вместе с другими системами, такими как B. Строительство и эксплуатация водяных мельниц , гидроэлектростанций , шлюзов и плотин .

Область в фактическом или потенциальном направлении потока воды ниже плотины называется подводной , а область выше - верхней водой . Падающая вода попадает за плотину в успокоительный бассейн . Успокоительный бассейн можно закрыть порогом, который служит для стабилизации прыжка . Речные мосты иногда строят через большие постоянные водосливные системы . Ловушка представляет собой меньшую конструкцию плотины .

история

Первые искусственные плотины существовали около 5000 лет назад, когда люди начали селиться в Месопотамии , на Инде и на Ниле . Ранние плотины были построены как легко перемещаемые глиняные дамбы (позже также с деревянными досками) в ирригационных каналах; более поздние фиксированные водосливы в основном служили для регулируемой подачи воды для работы мельниц на реках или ручьях или для регулирования канала для других целей, таких как водоснабжение, ирригация (плотина с отводом водосливной канавы). Плотины могли сделать воду на небольшой глубине пригодной для судоходства, но, с другой стороны, они представляли значительные препятствия, особенно для крупных судов.

использовать

Плотины на Нидде используются для регулирования уровня воды. Здесь, во Франкфурте-Рёдельхайме, недалеко от Брентанопарка.
Вышедший из употребления вертолет для орошения в Лайбахе в Кёлькебеке возле Галле Вестфалия

Обычно водосливы повышают уровень истока от нескольких сантиметров до нескольких метров и поэтому могут служить различным целям (часто одновременно нескольким целям):

Целевой застой является предписанным уровнем воды в восходящей воде, которая направлена на в соответствии с целью водослива для нормальной эксплуатации и которое не должно быть превышено в отношении водопользователей , расположенных на верхнем течение воды. Однако краткосрочных превышений не всегда удается избежать в исключительных ситуациях (например, во время наводнений). Высокая целевая хранения представляет собой максимальный уровень воды на выходе дизайна наводнений. Уровень воды определяется с помощью датчика .

Измерение водослива

Два треугольных водослива для измерения расхода

Измерительные водосливы используются для измерения расхода проточной воды с помощью водосливной пластины.

Дизайн

Водосливная система Groot Spui (около 1510 г.) в Лире (Бельгия) использовалась для направления воды реки Нете через город или мимо него по мере необходимости.

В зависимости от типа конструкции различают разные водосливы:

  • Неконтролируемые (фиксированные) водосливы:
    Плотина состоит из жесткого неизменяемого перекрывающего тела без регулирующих органов.
  • Управляемые (подвижные) водосливы:
    Установив органы управления (затворы водослива), включая тяговые и нажимные сегменты, заслонки и контакторы , можно при необходимости контролировать уровень воды в воде на входе водослива. Так называемые водосливы со шлангом представляют собой особую форму регулируемых водосливов, состоящих из шланга, который может быть наполнен воздухом или водой и прикреплен к дну реки. В зависимости от уровня наполнения шланга уровень воды в верхнем слое воды можно до определенной степени регулировать. В случае наводнения шланг в водосливных перегородках можно почти полностью уложить, опустошив его, таким образом гарантируя, что наводнение может свободно стекать.

Форма венца водослива может быть широкой, закругленной или острой. Форма влияет как на пропускную способность при заданном уровне верховья, так и на возможные подводные воздействия. На гребне водослива обычно происходит изменение потока от потока к съемке. Это изменение потока сопровождается ускорением истечения на гребне водослива. При определенных обстоятельствах относительно высокий подводный уровень может вызвать подпор на гребне водослива в случае более значительных оттоков и / или малых высот. Идеально полная атака (не нарушаемая водой) затем превращается в несовершенную атаку с повышением уровня воды в верхних слоях воды ( задержка ).

Фиксированные водосливы

Водослив с перекрывающим телом без замка

Подвижные плотины

В случае подвижных водосливов при необходимости можно частично или полностью удалить заглушки.

Подвижные водосливы с затворами для перелива

Подвижные водосливы с затворами для нижнего слива

Составные части

Более крупные водосливные системы обычно оснащены несколькими водосливными полями с водосливными затворами (органами управления), которые могут работать отдельно друг от друга. По соображениям безопасности водосливы должны иметь на одно поле больше, чем необходимо ( правило n-1 ), чтобы можно было безопасно выйти из строя в результате пересмотра или блокировки в случае наводнения.

Многие водосливы содержат - по крайней мере частично, в отдельных полях - подвижные элементы ( контакторы ), которые можно использовать для регулирования сброса.

Современные плотины также часто содержат водосливную пристань (переход), рыбный перевал (пешеходный подъем ) , шлюз или лодочный переход (или комбинированный перевал рыба-каноэ ).

Побочные эффекты

Плотины - это искусственные сооружения в природных водах. Они блокируют воду, часто делая невозможным миграцию рыб и других водных организмов вверх по течению. Эту проблему можно свести к минимуму , установив рыбную лестницу . Если возможен фиксированный порог плотины, сегодня часто используется базовый пандус вместо плотины, которую легче преодолеть большинству водных существ.

Водосливы накапливают воду и вызывают значительное снижение скорости потока выше, поскольку площадь, через которую проходит поток, значительно увеличивается при той же скорости потока . Более низкая скорость потока приводит к увеличению отложения в верхних слоях воды, и нижняя часть русла реки может подниматься. Под плотиной нет обломков . Поскольку в этом случае реки часто поглощают донный субстрат с их избыточной энергией, углубление русла ниже водосливных систем может углубить весь водоем и, возможно, также окружающие грунтовые воды.

В сильно загрязненном водоеме низкая скорость потока может привести к недостатку кислорода в верхнем течении и затем к гибели рыбы . На температурный режим водоема также может влиять построенная выше дамба. Как правило, флора и фауна в хранилище над водосливом отличается от флоры и фауны под водой из-за разной скорости потока и температуры .

Перед водосливными системами существует риск смерти людей, а также небольших лодок, попавших в эту зону из-за сильного всасывающего эффекта. Также под водосливом опасность исходит от формирующегося водного рулона, так как люди больше не могут освободиться от него.

Смотри тоже

Клаузе (гидротехника)

литература

  • Плотина . В: Мейерс Konversations-Lexikon . 4-е издание. Том 16, Verlag des Bibliographisches Institut, Лейпциг / Вена, 1885–1892, стр. 474.
  • Питер Кайзер: плотины. В кн . : Исторический лексикон Швейцарии .
  • Люгер: Лексикон всех технологий. Ключевое слово плотины онлайн отрывок
  • Юрген Гизеке, Эмиль Мосони , Стефан Хеймерл : Гидроэлектростанции: планирование, строительство и эксплуатация. Springer Berlin, 2009, ISBN 978-3-540-88988-5 .
  • Курт Лехер, Ханс-Петер Люр, Ульрих К.Э. Занке: Карманный справочник по управлению водными ресурсами . 8-е полностью переработанное издание. Vieweg, Wiesbaden 2003, ISBN 3-528-02580-8 .
  • Теодор Штробль, Франц Зуник: Гидротехника. Текущие основы, новые разработки . Springer, Berlin et al. 2006 г., ISBN 3-540-22300-2 .
  • Bundesanstalt für Wasserbau (Ed.) (2020): Стационарные водосливы на федеральных водных путях: исследования осуществимости и рекомендации по реализации . Карлсруэ: Федеральный институт гидротехники (BAW communications, 105). hdl.handle.net

веб ссылки

Commons : Weirs  - Коллекция изображений, видео и аудио файлов.
Викисловарь: Wehr  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы

Индивидуальные доказательства

  1. ^ Кристиан Рор : Экстремальные природные явления в Восточных Альпах, опыт природы в позднем средневековье и в начале современной эпохи , Böhlau Verlag, Кельн, Веймар, Вена, 2007, ISBN 978-3-412-20042-8 , стр. 355, некоторые из которых можно просмотреть в Google Книгах.
  2. ↑ Johann Peter Hebel : Allemanische und Hochdeutsche Gedichte , Karlsruhe 1838, p. 279 Google оцифровано ; Этот термин до сих пор используется в местной прессе в долине Визенталь.
  3. ↑ Кристоф Слаби: Оперативная тактика пожарной команды: Заметки о спасении на воде (PDF; 861 kB), Государственная школа пожарных бригад Баден-Вюртемберг, июнь 2011 г., по состоянию на 5 июня 2016 г.