Abflussrechner für offene Gerinne

Offene Gerinneströmungen besitzen eine freie, dem Luftdruck ausgesetzte Oberfläche, etwa in Flüssen, Kanälen, Straßengräben, teilgefüllten Durchlässen und Abwassergerinnen. Die Schwerkraft treibt sie an. Die Manning-Gleichung gehört zu den meistgenutzten empirischen Beziehungen für stationären gleichförmigen Abfluss. In SI-Einheiten ist die mittlere Geschwindigkeit der Kehrwert des Rauheitsbeiwerts, multipliziert mit dem hydraulischen Radius hoch zwei Drittel und der Quadratwurzel des Energiegefälles. Der Abfluss ist Geschwindigkeit mal durchströmte Fläche. Der Rechner modelliert ein Rechteckgerinne. Die Querschnittsfläche ist Sohlbreite mal Wassertiefe. Der benetzte Umfang ist die Sohlbreite plus die doppelte Tiefe, da diese Grenzen Wasser berühren. Der hydraulische Radius ist Fläche geteilt durch benetzten Umfang, nicht einfach die halbe Tiefe oder ein tatsächlicher geometrischer Radius. Das Gefälle wird als dimensionsloses Verhältnis von Höhenunterschied zu horizontaler Strecke eingegeben; ein Prozent entspricht 0.01. Bei gleichförmigem Abfluss wird das Energiegefälle durch das Sohlgefälle angenähert. Der Manning-Beiwert beschreibt Widerstände durch Oberflächenmaterial, Vegetation, Unregelmäßigkeiten, Linienführung, Hindernisse und weitere Bedingungen. Glatter Beton kann einen niedrigen Beiwert haben, natürliche Bäche mit Steinen und Gebüsch größere Werte. Da die Geschwindigkeit umgekehrt proportional zum Beiwert ist, kann ein unrealistisch kleiner Wert die Leistungsfähigkeit stark überschätzen. Veröffentlichte Richtwerte helfen bei Vorstudien, doch Feldkalibrierung und fachliches Urteil bleiben wichtig. Saisonale Vegetation, Sedimente, Schäden und wechselnde Tiefe können die wirksame Rauheit verändern. Manning setzt stationären, gleichförmigen, schwerkraftgetriebenen Abfluss in einem ausreichend langen prismatischen Abschnitt voraus. Rasch veränderliche Strömungen an Schützen, Wehren, Abstürzen, Bögen, Übergängen oder Wechselsprüngen werden nicht erfasst. Auch wird nicht geprüft, ob die angenommene Tiefe die Normalwassertiefe ist oder strömender beziehungsweise schießender Abfluss vorliegt. Nutzen Sie den Rechner für nachvollziehbare Abschätzungen, Übungen, erste Entwässerungsbewertungen und den Vergleich rechteckiger Entwürfe. Endgültige Hochwasser-, Straßen- und öffentliche Sicherheitsplanungen brauchen vermessene Geometrie, geeignete Bemessungsregen und Randbedingungen, Freibord, Sedimentbetrachtung und Prüfung nach geltenden hydraulischen Standards.