DE1634201C

DE1634201C - Outlet structure for water level control, especially for flood retention basins

Info

Publication number: DE1634201C
Application number: DE19671634201
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-04-18
Filing date: 1967-04-18
Publication date: 1973-06-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Auslaufbauwerk zur Wasserstandsregulierung, insbesondere für Hochwasser-Rückhaltebecken, in Form wenigstens eines Hebers oder mehrerer, gegebenenfalls unterschiedlich hoch angeordneter Heber mit im wesentlichen rechteckförmigem Durchströmquerschnitt, bei dem die Heberkappe mit ihrer Unterkante oberwasserseitig bis unter den Wasserspiegel bei Normalwasserstand ragt und unterwasserseitig einen sich an die Überfallkrone des Hebers anschließenden, lotrecht verlaufenden Saugschlauch begrenzt, an den sich ausströmseitig eine trichterartige Erweiterung anschließt.The invention relates to an outlet structure for water level regulation, in particular for flood retention basins, in the form of at least one lifter or a plurality of lifter, optionally arranged at different heights, with an essentially rectangular Flow cross-section in which the siphon cap with its lower edge is on the upstream side rises up to below the water level at normal water level and on the underwater side it rises to the weeping crown of the siphon connected, vertically running suction hose limited to the outflow side a funnel-like extension follows.

Es sind neben Auslaufbauwerken mit einstellbaren Wehren zum freien Überfall des Wassers auch solche bekanntgeworden, die mechanisch. veränderbare bzw. schließbare Auslauföffnungen gegebenenfalls zusätzlich zu den veränderbaren Wehren aufweisen. There are also discharge structures with adjustable weirs for free overflow of the water such became known that mechanically. changeable or may have closable outlet openings in addition to the changeable weirs.

Mit diesen bekannten Ausführungen können die in das Unterwasser abzuführenden Wassermengen geregelt werden. Derartige Auslaufbauwerke bedürfen jedoch für die Betätigung der mechanischen Einrichtungen einer ständigen Wartung und sind hierdurch relativ teuer in der Unterhaltung. Außerdem haben sie den Nachteil, daß die Funktionsfähigkeit der mechanischen Teile im Winter durch Treibeis bzw. durch Eiseinwirkung öder aber durch vom Wasser mitgeführte Gegenstände, wie entwurzelte Bäume od. dgl., blockiert werden. 'With these known designs, the amounts of water to be discharged into the underwater can be determined be managed. Such outlet structures, however, require the actuation of the mechanical devices constant maintenance and are therefore relatively expensive to maintain. Besides that they have the disadvantage that the functionality of the mechanical parts in winter due to drift ice or by the action of ice or by objects carried by the water, such as uprooted trees or the like., are blocked. '

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind Auslaufbauwerke der einleitend genannten Art bekanntgeworden, die mit mechanischen Hebern arbeiten und somit keinerlei Wartung und Bedienung bedürfen. Dabei sind Auslaufbauwerke mit Heberwehren so ausgestaltet, daß bei normalem Wasserzulauf zu dem Rückhaltebecken der Heber nur als freier Überfall wirkt, während bei Überschreitung des normalen Wasserstandes in dem Rückhaltebecken der Heber anspringt und sehr große Wassermengen in den Unterlauf überführt. Die bekannten Heber sind so gestaltet, daß sie einen möglichst günstigen hydraulischen Widerstand haben, um zu erzielen, daß nach dem Anspringen eine große Schluckfähigkeit erreicht wird. Dabei steigt die abgeführte Wassermenge auch mit steigendem Oberwasserspiegel, so daß also bei sehr hohem Oberwasserstand große .Wassermengen in den Unterlauf überführt werden. In Abhängigkeit von der größten abzuführenden Wassermenge pro Zeiteinheit muß die Auslegung des Unterlaufes erfolgen, um Überschwemmungen zu vermeiden. Auf der anderen Seite erfoigt die Belastung des Unterlaufes nur kurzfristig und in sehr großen Zeitnbstiinden mitTo avoid these disadvantages, outlet structures of the type mentioned in the introduction have become known, who work with mechanical jacks and therefore do not require any maintenance or operation. Spout structures with siphon weirs are designed so that with normal water inflow to the Retention basin the lifter only acts as a free overflow, while when the normal is exceeded Water level in the retention basin of the siphon starts and very large amounts of water in the lower reaches convicted. The known jacks are designed so that they have a hydraulic as possible Have resistance in order to achieve a great swallowing ability after starting will. The amount of water discharged increases with the rising water level, so that with very high upper water level, large amounts of water are transferred into the lower reaches. Dependent on the design of the underflow must be based on the largest amount of water to be discharged per unit of time, to avoid flooding. On the other hand, the burden on the underflow takes place only for a short time and in very long periods of time

der verhältnismäßig großen Wassermenge, während er im Normalfalle nur eine relativ geringe Wassermenge zu führen hat. Die Kosten für den Ausbau des Unterlaufes zur Aufnahme der durch die Heberleistung bedingten maximalen Wassermenge sind sehr hoch, so daß die bisher bekannten Auslauf bauwerke mit selbsttätigen Heberwehren sehr hohe Gestehungskosten verursachen.the relatively large amount of water, while normally only a relatively small amount of water has to lead. The costs of expanding the lower reaches to accommodate the siphon performance conditional maximum amount of water are very high, so that the previously known outlet structures cause very high production costs with automatic siphon weirs.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Auslaufbauwerk der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei ansteigendem Oberwasserspiegel nach dem Anspringen des Hebers bzw. der Heber eine gleichmäßige Abführung der Wassermenge zum Unterwasser erreicht wird, die weitgehend unabhängig von dem Stand des Oberwasserspiegels ist.It is the object of the present invention to design an outlet structure of the type mentioned at the outset in such a way that that when the headwater level rises after the siphon or siphon has started a uniform discharge of the amount of water to the underwater is achieved, which is largely independent from the level of the headwater.

Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich das eingangs genannte Auslaufbauwerk erfindungsgemäß dadurch, daß zur Steigerung der Strömungsverluste bei zunehmender Höhe des Oberwasserstandes oberhalb des Normalwasserspiegels die Uberfallkrone des Hebers in Strömungsrichtung im wesentlichen geradlinig oder allenfalls schwach erhaben gekrümmt bis zu einer scharf ausgebildeten, schneidenartigen Überfallkante ansteigt, an die sich unmittelbar eine lotrechte Uberfallwand des Saugschlauches anschließt.In order to solve the above problem, the outlet structure mentioned at the beginning is characterized according to the invention in that to increase the flow losses with increasing height of the upper water level above the normal water level the overflow crown of the siphon in the direction of flow im essentially straight or at best slightly raised curved up to a sharply formed, cutting edge-like overflow edge rises to which immediately a vertical overflow wall of the suction hose connects.

Durch die vorgenannte Ausgestaltung des Hebers wird zunächst erreicht, daß beim Ansteigen des Wasserspiegels der Oberwasserseite bis über die Überfallkante der Heber relativ leicht anspringt, weil sich von der scharf ausgebildeten schneidenartigen Überfallkante ein Wasserstrahl ablöst, welcher den Saugschlauch füllt und damit für eine rasche Entlüftung des Innenraumes in der Heberkappe sorgt. Die scharf ausgebildete: schneidenartige Überfallkante kann dabei durch die aneinanderstoßenden Flächen der ansteigenden Überfallkrone und der sich: anschließenden lotrechten Uberfallwand, oder aber durch eine Verlängerung der Uberfallkrone über die lotrechte Überfallwand hinaus gebildet sein. .,;The aforementioned configuration of the lifter first ensures that when the Water level on the upstream side of the water up to the overflow edge of the siphon jumps relatively easily because a jet of water separates from the sharply formed cutting edge-like overflow edge, which the The suction hose fills and thus ensures rapid ventilation of the interior in the siphon cap. the sharply formed: edge-like overflow edge can thereby through the abutting surfaces the rising weeping crown and the adjoining vertical weeping wall, or else be formed by extending the overfall crown beyond the vertical overflow wall. .,;

Außer einer günstigen Beeinflussung des Anspringpunktes des Hebers wird durch die in Strömungsrichtung ansteigende Überfallkrone in Verbindung mit der schneidenartigen Uberf allkante das abzuführende Wasser gegen die der Uberfallkante gegenüberliegende Begrenzungswand der Heberkappe geführt und hierdurch eine Erhöhung der Strömungsverluste verursacht, die mit dazu beiträgt, daß die Leistung des Hebers auch bei großem Überstau, also sehr großem Anstieg des Wasserspiegels auf der Oberwasserseite, eine nahezu konstante Leistung zeigt. Infolge der weitgehend gleichmäßigen Abführung der Wassermenge bei zunehmender Höhe des Oberwasserstandes ergibt sich naturgemäß auch eine relativ gleichmäßige Wasserführung im Unterwasser, so daß die Auslegung des Unterlaufes im Vergleich zu den bisherigen Ausführungen wesentlich kleiner gehalten werden kann.Except for a favorable influence on the starting point of the siphon is connected by the overflow crown rising in the direction of flow with the blade-like overflow edge, the water to be drained off against that opposite to the overflow edge Boundary wall of the siphon cap out and thereby caused an increase in the flow losses, which contributes to the fact that the The lifter's performance even in the event of a large overflow, i.e. a very large rise in the water level on the Upstream side, showing an almost constant performance. As a result of the largely even discharge The amount of water with increasing height of the upper water level naturally also results in a relatively uniform water flow in the underwater, so that the design of the underflow in comparison can be kept much smaller than the previous versions.

Die neue Ausgestaltung des Auslaufbauwerkes vereinigt somit die bekannten Vorteile von Heberwehren und der Auslaufbauwerke mit regelbarem Durchström- bzw. Überströmquerschnitt, ohne dabei jedoch einen Nachteil dieser bisher bekannten Ausführungsformen in Kauf nehmen zu müssen.The new design of the outlet structure thus combines the known advantages of lifting weirs and the outlet structures with adjustable flow or overflow cross-section, without doing so however, having to accept a disadvantage of these previously known embodiments.

Es wurde gefunden, daß es für das Betriebsverhalten des Auslaufbauwerkes der Erfindung von besonderem Vorteil ist, wenn die Überfallkrone in Strömungsrichtung im Verhältnis 1 :3 ansteigt und die Heberkappe eine dem Anstieg der Krone angepaßt gegenüberliegende Schrägfläche aufweist.It has been found to be of particular benefit to the performance of the discharge structure of the invention It is advantageous if the overflow crown rises in the direction of flow in a ratio of 1: 3 and the Siphon cap has an inclined surface adapted to the rise of the crown.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung des neuen Auslaufbauwerkes ist vorgesehen, daß die sich an dieIn an expedient development of the new outlet structure, it is provided that the

Überfallkante anschließende Uberfallwand am unteren Ende des Saugschlauches zur Bildung des Auslauftrichters in eine in Strömungsrichtung abfallend geneigte pultartige Abströmwand übergeht, während die, von der Heberkappe gebildete BegrenzungswandOverflow edge adjoining overflow wall at the lower end of the suction hose to form the discharge funnel merges into a desk-like outflow wall sloping in the direction of flow, while the boundary wall formed by the lifter cap

ίο des Auslauftrichters als horizontal verlaufende Wandung ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung wird neben einer teilweisen Energieaufzehrung des aus-ίο of the discharge funnel as a horizontally running wall is trained. With this configuration, in addition to a partial energy consumption of the

. strömenden Wassers eine Erhöhung des Strömungswiderstandes erreicht, der mit dazu beiträgt, daß die Leistung des Hebers bei eintretendem Überstau auf der Oberwasserseite nahezu konstant bleibt.. flowing water achieved an increase in the flow resistance, which contributes to the fact that the The performance of the jack remains almost constant in the event of an overflow on the upstream side.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist die horizontal verlaufende Wandung der Heberkappe zur Beeinflussung des Anspringpunktes des Hebers höheneinstellbar. Dabei' empfiehlt es sich, diese Einstellung nur einmal, etwa bei der Montage oder allenfalls jahreszeitlich bei Änderungen der Wasserverhältnisse vorzunehmen.In a further expedient embodiment, the horizontally extending wall is the lifter cap Height-adjustable to influence the starting point of the lifter. It is recommended to use this setting only once, for example during assembly or, if necessary, seasonally when the water conditions change to undertake.

Um das Abreißen oder Aussetzen des Hebers beim Normalwasserstand zu ermöglichen, kann die neue Ausführung des Auslaufbauwerkes so getroffen sein, daß oberwasserseitig in Höhe des Normalwasserspiegels in der Heberkappe an sich bekannte, wahlweise verschließbare Entlüftungsöffnungen vor-To enable the jack to be torn off or exposed at normal water level, the new design of the outlet structure must be made so that the upper water side is at the level of the normal water level in the siphon cap known, optionally closable ventilation openings

■30 gesehen sind.' Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der die Uberfallkrone tragende Heberfuß eine unterwasserseitig verlängerte Sohle mit hochragenden Höckern auf, die dazu dienen, eine erhöhte Energieumwandlung des abströmenden Was-■ 30 are seen. ' In a further embodiment of the invention, the jack foot carrying the overflow crown has a jack foot an underwater elongated sole with towering cusps, which serve to provide a raised Energy conversion of the outflowing water

sers zu erreichen. ^: to reach sers. ^:

Die Oberseite der Heberkappe wird zweckmäßig ■als Hochwasserüberfallkrone mit entsprechendem ; Strömungsprofil ausgebildet oder mit Durchströmkanälen für Hochwasser ausgerüstet, so daß im Gefah-The top of the siphon cap is useful ■ as a flood attack crown with a corresponding ; Flow profile designed or equipped with flow channels for flooding, so that in the danger

'4° rensfalle bei zu hoch ansteigendem Oberwasser .ein 'Abfließen des Hochwassers ermöglicht wird. ■■4 ° rensfall with too high rising headwater .ein 'Allowing the flood to flow away. ■■

Werden mehrere Heber bei der Ausgestaltung eines Auslaufbauwerkes nach vorliegender Erfindung verwendet, so empfiehlt es sich, zwei oder mehr ein-Are several lifters in the design of an outlet structure according to the present invention is used, it is advisable to use two or more

.4.5 ander mit den Auslauf öffnungen gegenüberstehende Heber in ein Tosbecken ausmünden zu lassen, an welches sich ein quer zu den Auslauf öffnungen verlaufendes Rohr zur Aufnahme des Unterwassers anschließt. In dem Tosbecken wird die Energie des aus den Hebern ausströmenden Wassers auf relativ engem Raum durch Gegeneinanderströmen wirkungsvoll aufgezehrt, so daß eine besonders schonende Zuführung des Wassers zu dem Unterlauf erzielbar ist. -.4.5 other opposite to the outlet openings To let the siphon open into a stilling basin, to which a transverse to the outlet openings runs Connects pipe to take up the underwater. In the stilling basin, the energy of the the siphons flowing out of water in a relatively narrow space by flowing against each other effectively consumed, so that a particularly gentle supply of the water to the underflow can be achieved is. -

Wenn im Vorstehenden ausschließlich von Auslaufbauwerken zur Regulierung des Wasserstandes gesprochen wurde, so ist die Anwendung der beschriebenen Ausführungen in der Praxis jedoch nicht ausschließlich auf diesen speziellen Zweck beschränkt, denn die besonderen mit der neuen Ausführung erzielten Eigenschaften lassen sich auch mit Vorteil nutzen, wenn es beispielsweise gilt, den Zulauf von Wasser zu irgendeinem Wasserlauf oder -becken unabhängig von Überhöhungen des Wasser-Standes auf der Zulaufseite zu gestalten und zugleich ein Rücklaufen von Wasser zu vermeiden, wenn auf der Zulaufseite der Wasserspiegel unzulässig tief absinkt. Solche Situationen sind beispielsweise unterIf in the above exclusively of outlet structures to regulate the water level was spoken, the application of the explanations described is not in practice limited exclusively to this special purpose, because the special ones with the new design The properties achieved can also be used to advantage if, for example, it is the feed of water to any watercourse or basin, regardless of the elevation of the water level on the inlet side and at the same time to avoid backflow of water when on the water level on the inlet side sinks to an impermissibly low level. Such situations are for example under

dem Einfluß der Gezeiten in der Praxis vorhanden. Bauwerke, die derartige Aufgaben erfüllen, stellen streng genommen keine Auslaufbauwerke, sondern Einlaufbauwerke dar, für die jedoch die Erfindung in gleichem Maße gültig ist.the influence of the tides in practice. Buildings that fulfill such tasks provide strictly speaking, no outlet structures, but inlet structures, for which, however, the invention in is valid to the same extent.

Ausführungsbeispiele des neuen Auslaufbauwerkes sind in den Zeichnungen wiedergegeben. Es zeigtEmbodiments of the new outlet structure are shown in the drawings. It shows

F i g. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Auslaufbauwerk aus Stahlbeton,F i g. 1 shows a section through a reinforced concrete outlet structure designed according to the invention,

Fig.2 Kennlinienbilder des Betriebsverhaltens des in F i g. 1 wiedergegebenen Auslaufbauwerkes,Fig. 2 Characteristic curves of the operating behavior of the in FIG. 1 reproduced outlet structure,

F i g. 3 eine weitere Ausgestaltung des neuen Auslaufbauwerkes im Einbau in ein Hochwasser-Rückhaltebecken, F i g. 3 another embodiment of the new outflow structure installed in a flood retention basin,

Fig.4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3,4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3,

F i g. 5 einen Schnitt durch das Auslaufbauwerk längs der Linie V-V in F i g. 4,F i g. 5 shows a section through the outlet structure along the line V-V in FIG. 4,

F i g. 6 einen Schnitt durch das Auslaufbauwerk längs einer Linie VI-VI in Fi g. 4,F i g. 6 shows a section through the outlet structure along a line VI-VI in FIG. 4,

F i g. 7 einen Schnitt durch eine weitere Ausgestaltung des Auslaufbauwerkes in Verbindung mit dem Hochwasser-Rückhaltebecken,F i g. 7 shows a section through a further embodiment of the outlet structure in connection with the flood retention basin,

F i g. 8 das Auslaufbauwerk gemäß F i g. 7 in Draufsicht,F i g. 8 the outlet structure according to FIG. 7 in plan view,

F i g. 9 eine weitere Ausgestaltung eines Auslaufbauwerkes im Schnitt,F i g. 9 shows a further embodiment of an outlet structure in section,

Fig. 10 eine Draufsicht des in Fig.9 wiedergegebenen Auslaufbauwerkes,FIG. 10 is a plan view of that shown in FIG Outlet structure,

Fig. 11 einen Schnitt längs der'Linie XI-XI in Fig! 10.11 shows a section along the line XI-XI in FIG Fig! 10.

In F i g. 1 ist ein hydraulischer Heber 1 in Stahlbetonbauweise in einer Schnittansicht gezeigt, wobei die Schnittebene in Richtung der Strömung des Wassers verläuft. Der in F i g. 1 gezeigte Heber 1 weist einen Heberfuß 2 und eine Heberkappe 3 auf. Der Heberfuß 2 verlängert sich in Strömungsrichtung in eine einstückig angeformte Sohle 4. Der Heberfuß 2 trägt eine Erhebung 5, welche in eine Überfallkrone 6 übergeht, die einen Hohlraum 7 im Inneren der Heberkappe nach unten begrenzt. Die Überfallkrone 6 weist eine in Durchströmrichtung des Wassers schräg ansteigende Oberfläche 8 auf. Das Anstiegsverhältnis dieser Oberfläche in Strömungsrichtung beträgt bei bevorzugter Ausgestaltung 1:3. Die Oberfläche 8 der Überfallkrone 6 endet in einer scharfkantigen schneidenartigen Uberfallkante 9. An diese schließt sich in Strömungsrichtung ein Saugschlauch 10 an. Dieser wird außer von den beiden Seitenwandungen des Hebers noch von einer lotrecht verlaufenden Überfallwand 11 der Uberfallkrone 6 und einer gegenüberliegenden, ebenfalls lotrecht verlaufenden Begrenzungswand 12 der Heberkappe 3 begrenzt. Der Durchströmquerschnitt des Saugschlauches ist rechteckförmig. An die lotrecht verlaufende Überfallwand 11 schließt sich eine pultförmig, in Strömungsrichtung abfallende Abströmwand 13 am Heberfuß 2 an. Gemeinsam mit einer unteren Wandung 14 der Heberkappe 3 begrenzt sie einen im Querschnitt trichterartig erweiterten Heberauslauf 15.In Fig. 1 shows a hydraulic jack 1 of reinforced concrete construction in a sectional view, wherein the cutting plane runs in the direction of the flow of the water. The in F i g. 1 shown lifter 1 has a jack foot 2 and a jack cap 3. The jack foot 2 extends in the direction of flow in an integrally molded sole 4. The lifter foot 2 has an elevation 5 which extends into an overflow crown 6 passes, which delimits a cavity 7 in the interior of the lifter cap downwards. The Raid Crown 6 has a surface 8 that rises obliquely in the flow direction of the water. The rise ratio this surface in the direction of flow is 1: 3 in a preferred embodiment. The surface 8 of the Overfall crown 6 ends in a sharp-edged, blade-like overflow edge 9 Direction of flow a suction hose 10. This is except for the two side walls of the lifter nor of a vertically extending overflow wall 11 of the overflow crown 6 and an opposite, also limited vertically extending boundary wall 12 of the lifter cap 3. The flow cross-section of the suction hose is rectangular. To the vertically extending spill wall 11 an outflow wall 13, sloping in the direction of flow, is connected to the jack foot 2 in the form of a desk. Together with a lower wall 14 of the siphon cap 3, it delimits a funnel-like cross section extended siphon outlet 15.

An der Oberwasserseite des Hebers 1 ist zwischen der unteren Wandung 16 der Heberkappe 3 und der Wandung 17 des Heberfußes 2 eine im Querschnitt rechteckförmige Eintrittsöffnung 18 für das Oberwasser ausgebildet.On the upper water side of the jack 1 is between the lower wall 16 of the jack cap 3 and the Wall 17 of the jack foot 2 has an inlet opening 18, which is rectangular in cross section, for the upper water educated.

Oberwasserseitig ist der Heberfuß 2 mittels einer Spundwand 19 vor dem Hochwasserdruck innerhalb des Bodens 20 des Hochwasser-Rückhaltebeckens 21 geschützt. Die Begrenzungswand 12 der Heberkappe 3 verläuft im wesentlichen an den Verlauf der Überfallkrone 6 angepaßt und weist eine der Oberfläche 8 der Uberfallkrone 6 angepaßte gegenüberliegende Schrägfläche 22 auf, so daß ein im wesentlichen durchgehend rechteckförmiger Durchströmquerschnitt des Hebers entsteht. Um den Hohlraum 7 in der Heberkappe luftdicht abzuschließen, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Blechmantel 23, derOn the upstream side, the jack foot 2 is inside by means of a sheet pile wall 19 in front of the high water pressure of the bottom 20 of the flood retention basin 21 protected. The boundary wall 12 of the lifter cap 3 runs essentially adapted to the course of the raid crown 6 and has one of the surface 8 of the raid crown 6 adapted opposite Inclined surface 22, so that a substantially continuously rectangular flow cross-section of the lifter arises. In order to seal the cavity 7 in the siphon cap airtight, FIG Embodiment a sheet metal jacket 23, the

ίο gegebenenfalls als verlorene Schalung ausgebildet sein kann, eingesetzt.ίο possibly designed as permanent formwork can be used.

Wie die F i g. 1 zeigt, schließt die Unterkante der Eintrittsöffnung 18 des Hebers mit dem Boden 20 des Hochwasser-Rückhaltebeckens 21 ab. Das in das Hochwasser-Rückhaltebecken zulaufende Wasser steigt in dem Becken 21 an, bis es in Höhe eines Normalwasserspiegels (s. Pfeil iV in F i g. 1) steht. Bei einem Wasserspiegel N steht auch innerhalb des Hebers das Wasser bis in Höhe der Uberf allkante 9. Die Wandung 16 auf der Oberwasserseite der Heberkappe 3 ragt nunmehr ein beträchtliches Stück unter den Normalwasserspiegel N. Dies hat den Vorteil, daß Treibgut, Eis od. dgl., welches bekanntlich aufschwimmt, von der Eintrittsöffnung 18 des Hebers 1 ferngehalten wird und so nicht zu Blockierungen oder Verstopfungen des Hebers führen kann. Wenn der Normalwasserspiegel N im Hochwasser-Rückhaltebecken 21 durch den Zulauf weiteren Wassers überschritten wird, dann strömt innerhalb des Hohlraumes? der Heberkappe3 Wasser über die Überfallkante 9 und löst sich in Form eines flächenartigen Strahles an der Überfallkante 9 ab. Dabei füllt das Wasser den Saugschlauch 10 und führt zu einer raschen Entlüftung des inneren Hohlraumes 7 innerhalb der Heberkappe 3. Infolge der Entlüfung springt der Heber 1 an. Die trichterartige Querschnittsvergrößerung des Heberauslaufes 15 begünstigt das Anspringen des Hebers, insbesondere, wenn der Unterlauf 24 einen Wasserstand aufweist, der sich bis in die Höhe des Heberauslaufs 15 erstreckt. Steigt der Wasserstand im Hochwasser-Rückhaltebecken 21 an, so führt der wirksame hydraulische Druck des hohen Wasserstandes jedoch zu keiner nennenswerten Steigerung des Wasserdurchlaufes durch den Heber 1, weil durch die Gestaltung des Durchströmweges mit der durchgehend ansteigenden Uberfallkrone 6 und der scharfkantigen Überfallkante 9 Strömungswiderstände wirksam werden. Die Durchlaufmenge durch den hydraulischen Heber wird nach dessen Anspringen unwesentlich gesteigert, wenn der Wasserstand im Hochwasser-Rückhaltebecken 21 bis zu einem oberen Stauwasserstand 0 oder darüber hinaus bis zu einem Hochwasserstand// ansteigt.As the F i g. 1 shows, the lower edge of the inlet opening 18 of the jack ends with the bottom 20 of the flood retention basin 21. The water flowing into the flood retention basin rises in basin 21 until it is at the level of a normal water level (see arrow IV in FIG. 1). At a water level N , the water is also within the siphon up to the level of the overf all edge 9. The wall 16 on the upper water side of the siphon cap 3 now protrudes a considerable distance below the normal water level N. This has the advantage that floating debris, ice or the like ., which is known to float, is kept away from the inlet opening 18 of the lifter 1 and so cannot lead to blockages or clogging of the lifter. If the normal water level N in the flood retention basin 21 is exceeded by the inflow of further water, then flows within the cavity? the siphon cap3 water over the overflow edge 9 and comes off in the form of a planar jet at the overflow edge 9. The water fills the suction hose 10 and leads to rapid venting of the inner cavity 7 within the lifter cap 3. As a result of the venting, the lifter 1 starts up. The funnel-like cross-sectional enlargement of the siphon outlet 15 favors the lifting of the siphon, in particular when the underflow 24 has a water level that extends up to the height of the siphon outlet 15. If the water level rises in the flood retention basin 21, however, the effective hydraulic pressure of the high water level does not lead to any significant increase in the water flow through the siphon 1, because the design of the flow path with the continuously rising overflow crown 6 and the sharp-edged overflow edge 9 result in flow resistances will. The flow rate through the hydraulic jack is increased insignificantly after it has started when the water level in the flood retention basin 21 rises to an upper backwater level 0 or beyond to a high water level //.

Dieses Verhalten des Hebers 1 ist von sehr großem Vorteil, weil er bei ansteigendem Oberwasser sehr frühzeitig anspringt und der Unterlauf sogleich in seiner vollen Kapazität ausgenutzt wird. Steigt der Wasserstand im Hochwasser-Rückhaltebecken 21 schnell und auf hohe Werte, dann ändert sich an der Belastung des Unterlaufs 24 nur wenig. Bei normalen Betriebssituationen wird daher eine Überlastung des Unterlaufs 24 mit Sicherheit ausgeschlossen.This behavior of the lifter 1 is of great advantage because it increases when the headwater starts very early and the underflow is immediately used to its full capacity. The rising Water level in the flood retention basin 21 quickly and to high values, then changes to the Loading of the underflow 24 only slightly. In normal operating situations, the Underflow 24 is definitely excluded.

Wird bei besonders starkem Zulauf des Wassers zum Rückhaltebecken 21 der Wasserstand 0 in Richtung zum Hochwasserstand// überschritten, so werden die in der Heberkappe 3 vorgesehenen Durchströmöffnungen 25 wirksam. Durch entsprechendeIf there is a particularly strong inflow of water to the retention basin 21, the water level 0 in the direction to the high water level // exceeded, the throughflow openings provided in the siphon cap 3 are 25 effective. Through appropriate

Ausbildung des Durchströmprofiles der öffnungen in der Heberkappe 3 kann auch dafür gesorgt werden, daß die Strömungsenergie und die Belastung des Unterlaufs möglichst gering bleiben. Im in F i g. 1 gezeigten Beispiel ist die Oberseite der Heberkappe 3 als begehbare Lauffläche 26 ausgebildet, so daß von Zeit zu Zeit eine bequeme Inspektion möglich ist. .Formation of the flow profile of the openings in the siphon cap 3 can also be ensured that the flow energy and the load on the underflow stay as low as possible. In FIG. The example shown in Figure 1 is the top of the lifter cap 3 designed as a walkable running surface 26, so that a convenient inspection is possible from time to time. .

Bei fallendem Wasserstand bzw. vermindertem Zulauf von Wasser zum Hochwasser-Rückhaltebekken 21 bleibt der Heber 1 wirksam bis etwa zu einem unteren Wasserstand U, der etwa in Höhe der unteren Wandung 16 der Heberkappe 3 auf der Oberwasserseite liegt und zu einer Belüftung des Hebers führt. In der Praxis wird durch Wellengang usw. ein derart tiefer Wasserstand nicht zu erreichen sein, jedoch wird ein stark unter dem Normalwasserstand JV liegender Wasserstand durchaus erzielbar. Ein solcher Wasserstand kann bei zu erwartenden mehreren aufeinanderfolgenden Hochwasserwellen infolge der vergrößerten Aufnahmefähigkeit des Hochwasser-Rückhaltebeckens 21 vorteilhaft sein, solange nicht Treibgut oder Eisbildung bei einem derart tiefen Wasserstand die Betriebssicherheit des Hebers 1 gefährden. Normalerweise wird jedoch zweckmäßigerweise der Normalwasserstand JV nicht unterschritten. Um dem Heber 1 bei¹ Erreichen des Normalwasserstandes JV zum Aussetzen zu bringen, sind in der Heberkappe 3 Belüftungsöffnungen 27 vorgesehen, die sich mittels vorsetzbarer Kappen 28 verschließen lassen aber normalerweise offen sind. Sie liegen dicht unterhalb bzw. in einem Sicherheitsabstand unterhalb des Normalwasserstandes JV, damit sie das Anspringen des Hebers bei stärkerem Wellengang nicht beeinträchtigen. Bei entsprechender, d.h. geeigneter Bemessung des Abstandes zwischen der Unterkante 16 der Heberkappe 3 auf der Oberwasserseite von der Überfallkante 9 kann gegebenenfalls auf die Entlüftungsöffnungen 27 verzichtet werden, weil dann die Höhendifferenz zwischen dem Normalwasserstand JV und dem Unterwasserstand vernachlässigbar klein ist. In F i g. 2 ist das Verhalten des in F i g. 1 wiedergegebenen Hebers 1 ohne Hochwasserdurchströmöffnungen 25 grafisch als Ergebnis einer Versuchsreihe dargestellt. Man erkennt, daß die Abflußkurve für das Unterwasser nach Anspringen des Hebers relativ rasch bis zur Ausbaugröße des Hebers ansteigt. Während des Beckenbetriebes pendelt die Höhe des Wasserstandes im Unterlauf relativ wenig. Es ist aber weiterhin erkennbar, daß die drei anderen in F i g. 2 gezeigten Kurvenzüge nach zunächst nahezu geradlinigem Verlauf rasch sehr steil ansteigen und zwar dann, wenn die Heberausbaugröße erreicht bzw. überschritten wird. Es ist bei Betrachtung der F i g. 2 deutlich erkennbar, daß die Ausbaugröße des Unterlaufes bis Erreichen des maximalen Stauzieles im Hochwasser-Rückhaltebecken nicht überschritten wird. Auch nach Überschreiten dieses Hochwasserstandes im Hochwasser-Rückhaltebecken steigt die Durchflußmenge des Hebers als Folge der Strömungsverluste innerhalb des Hebers nur unwesentlieh. Die drei Kurvenzüge in F i g. 2, welche die Auslauf- und damit Durchlaufmenge durch den Heber grafisch darstellen, weichen nur geringfügig voneinander ab und zeigen, daß ein konstant angenommener Unterwasserstand, ein fehlender Unterwasserstand oder ein sich verändernder Unterwasserstand nur geringfügigen Einfluß auf das Betriebsverhalten des Hebers haben. Die Spreizung der Kurven im unteren Bereich ergibt sich daraus, daß der Heber stets bei einem höheren Wasserstand anspringt als dem Dauerstauziel entspricht und erst nach Unterschreitung dieses Wertes abreißt.When the water level falls or the inflow of water to the flood retention tank 21 is reduced, the siphon 1 remains effective up to a lower water level U, which is approximately at the level of the lower wall 16 of the siphon cap 3 on the upper water side and leads to ventilation of the siphon. In practice, it will not be possible to reach such a deep water level due to waves etc., but a water level that is significantly below the normal water level JV can be achieved. Such a water level can be advantageous if several successive flood waves are expected due to the increased capacity of the flood retention basin 21, as long as floating debris or ice formation at such a low water level does not endanger the operational safety of the lifter 1. Normally, however, the normal water level JV is expediently not fallen below. To the server 1 to bring at ¹ reaching the normal water level for exposing JV, 3 ventilation openings 27 are provided in the siphon cap, but can be closed by means of presettable caps 28 are normally open. They are located just below or at a safety distance below the normal water level JV, so that they do not impair the starting of the jack in heavy swell. With an appropriate, ie suitable dimensioning of the distance between the lower edge 16 of the siphon cap 3 on the upstream side of the overflow edge 9, the ventilation openings 27 may be dispensed with, because then the difference in height between the normal water level JV and the downstream level is negligibly small. In Fig. 2 is the behavior of the in FIG. 1 shown siphon 1 without flood throughflow openings 25 graphically represented as the result of a series of tests. It can be seen that the discharge curve for the underwater rises relatively quickly after the jack has started up to the size of the jack. When the pool is in operation, the water level in the lower reaches fluctuates relatively little. It can still be seen, however, that the other three in FIG. 2, after an initially almost straight course, rise rapidly and very steeply, namely when the lifter expansion size is reached or exceeded. It is when looking at FIG. 2 clearly recognizes that the expansion size of the lower course is not exceeded until reaching the maximum storage target in the flood retention basin. Even after this high water level has been exceeded in the flood retention basin, the flow rate of the siphon increases only insignificantly as a result of the flow losses within the siphon. The three curves in FIG. 2, which graphically depict the outflow and thus the flow through the lifter, differ only slightly from one another and show that an assumed constant underwater level, a missing underwater level or a changing underwater level only have a minor influence on the operating behavior of the lifter. The spread of the curves in the lower area results from the fact that the siphon always starts when the water level is higher than the permanent storage target and only breaks off when this value is not reached.

Durch die Versuche wurde ermittelt, daß sich das günstigste Verhalten des Hebers erreichen läßt, wenn sein rechteckförmiger Durchströmquerschnitt so gewählt wird, daß sich eine möglichst breite Überfallkrone bzw. Uberfallkante 9, ebenfalls eine möglichst breite Eintrittsöffnung 18 wie ein möglichst breiter Auslauf 5 und breiter Saugschlauch 10 ergeben, wobei jedoch hinsichtlich der Höhen der rechteckförmigen Querschnitte bei einer angenommenen Heberbreite bzw. Durchströmbreite von etwa 1 m als günstigste Form ein Saugschlauch mit einer Höhe von 0,25 m ermittelt wurde. Vorteilhaft war es dabei, wenn die Unterwandung 14 der Heberkappe 3 auf der Unterwasserseite etwa 0,15 m tiefer als die Wandung 16 der Kappe 3 auf der Oberwasserseite angeordnet wurde.The tests have shown that the most favorable behavior of the lifter can be achieved if its rectangular flow cross-section is chosen so that the broadest possible overflow crown or overflow edge 9, also one if possible wide inlet opening 18 as the widest possible outlet 5 and wide suction hose 10 result, wherein however, in terms of the heights of the rectangular cross-sections with an assumed siphon width or flow width of about 1 m as the most favorable Form a suction hose with a height of 0.25 m was determined. It was advantageous when the lower wall 14 of the siphon cap 3 is about 0.15 m lower than the wall on the underwater side 16 of the cap 3 was placed on the upstream side.

Es empfiehlt sich, ein Auslaufbauwerk nicht mit nur einem einzigen Heber 1 auszurüsten. In dem in den F i g. 3 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind fünf Heber 1 zu einem einstückigen Bauwerk 29 zusammengeschlossen. Die Sohle 4 des Bauwerkes ist unterwasserseitig mit Höckern 30 versehen, die in zwei aneinander überdeckenden Reihen angeordnet sind und zur Energieumwandlung dienen. Zwischen den Höckern 30 und den Auslauföffnungen 15 der einzelnen Heber 1 entsteht ein Tosbecken 31, das dafür sorgt, daß der Unterlauf 24 vom auslaufenden Wasser relativ energiearm angeströmt wird. Das Auslaufbauwerk 29 ist in einen das Hochwasser-Rückhaltebecken 21 begrenzenden Damm 32 eingebettet. Die Heberkappe 3 ist auf der Oberseite nicht begehbar ausgebildet, sondern mit einer Hochwasser-Überströmkante 33 versehen.It is advisable not to equip an outlet structure with just a single lifter 1. In the in the F i g. In the embodiment shown in FIGS. 3 to 6, five jacks 1 are combined to form a one-piece structure 29. The bottom 4 of the structure is provided on the underwater side with cusps 30, which are arranged in two overlapping rows are and serve to convert energy. Between the humps 30 and the outlet openings 15 of the individual lifter 1 creates a stilling basin 31, which ensures that the underflow 24 from the outflow Water is flowed against with relatively little energy. The outlet structure 29 is in a flood retention basin 21 bounding dam 32 embedded. The siphon cap 3 is not accessible on the top formed, but provided with a flood overflow edge 33.

Die einzelnen Heber 1 im Auslaufbauwerk 29 sind zweckmäßigerweise so gestaffelt angeordnet, daß sich ihre Anspringpunkte bezogen auf die Höhe des Wasserstandes JV, in F i g. 3 geringfügig voneinander unterscheidet. So wird verhindert, daß alle fünf im Beispiel zum Auslaufbauwerk 29 zusammengefaßten hydraulischen Heber 1 gleichzeitig anspringen und den Unterlauf 24 schwallartig mit Wasser füllen. Durch die Staffelung vollzieht sich ein abgestufter allmählicher Füllungsvorgang bzw. Zulaufvorgang zum Unterlauf 24.The individual lifters 1 in the discharge structure 29 are expediently arranged in a staggered manner, that their starting points are based on the height of the water level JV, in F i g. 3 slightly from each other differs. This prevents all five from being combined to form the outlet structure 29 in the example hydraulic jack 1 jump at the same time and the underflow 24 gush-like with water to fill. Due to the staggering, a gradual, gradual filling process or inflow process takes place to the lower reaches 24.

Bei dem Ausführungsbeispiel des Auslaufbauwerkes 34 nach den F i g. 9 bis 11 sind vier Heber 1 vorgesehen, die paarweise mit den Ausläufen 15 gegenüberstehend angeordnet sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß das aus den Hebern ausströmende Wasser in einem zwischen den Ausläufen 15 vorgesehenen Tosbecken 31 durch Gegeneinanderströmen und Verwirbeln mit verminderter Energie weiterströmt. Die einzelnen Heber 1 sind mit ihren Durchströmrichtungen parallel zur Dammkrone 32 angeordnet. Das Tosbecken 31 ist über ein Rohr 35, welches den Damm 32 durchsetzt, mit dem Unterlauf 24 verbunden, wobei austrittsseitig hinter dem Rohr 35 die bereits erwähnten Höckergruppen 30 vorgesehen sind. Die Oberseiten der Heberkappen 3 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel mit der begehbaren Lauffläche 26 und einem Geländer 36 ausgerüstet, Uberströmkanäle oder Hochwasserdurchlässe fehlen. Auf der dem Rückhaltebecken 21 zugekehrten Begrenzungswand des Auslaufbauwerkes 34, d.h. auf jener In the embodiment of the outlet structure 34 according to FIGS. 9 to 11 four jacks 1 are provided, which are arranged in pairs with the outlets 15 opposite. That way will achieves that the water flowing out of the siphons is provided in a between the outlets 15 Stilling basin 31 continues to flow by flowing towards one another and swirling with reduced energy. The individual jacks 1 are arranged with their flow directions parallel to the dam crest 32. The stilling basin 31 is connected to the underflow 24 via a pipe 35 which passes through the dam 32, the already mentioned groups of humps 30 being provided on the outlet side behind the pipe 35. The upper sides of the lifter caps 3 are in the embodiment shown with the walk-on tread 26 and a railing 36, overflow channels or high water passages are missing. On the the retaining basin 21 facing boundary wall of the outlet structure 34, i.e. on that

209 550/32209 550/32

Wand, die das Tosbecken 31 oberwasserseitig begrenzt, ist eine verschließbare öffnung 37 vorgesehen, die als bevorzugt verschließbarer Grundablaß für das Rückhaltebecken 21 dient.
Die Ausführung nach den Fig.7 und8 weist vierA closable opening 37 is provided on the wall which delimits the stilling basin 31 on the upstream side, which serves as a preferably closable bottom drain for the retention basin 21.
The embodiment according to Figures 7 and 8 has four

1010

Heber gemäß F i g. 1 und ein mittleres Feld in der Fünferteilung des Bauwerkes 38 auf. Eine mechanisch verschließbare öffnung 37 im Mittelfeld bildet einen verschließbaren Grundablaß für das Rückhaltebecken 21.Lifter according to FIG. 1 and a middle field in the five division of the building 38. One mechanically closable opening 37 in the middle section forms a closable base outlet for the retention basin 21.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Discharge structure for water level regulation, in particular for flood retention basins, in the form of at least one siphon or several siphons, optionally arranged at different heights, with an essentially rectangular flow cross-section, in which the siphon cap protrudes with its lower edge on the upper water side to below the water level at normal water level and one on the lower water side adjoining the overflow crest of the siphon, vertically extending suction hose limited, downstream of a funnel-like extension adjoins the, characterized in that to increase the flow losses with increasing height of the upper water level above the normal water level (N), the overflow crest (6) of the lifter (1 ) in the direction of flow essentially straight or at best slightly curved up to a sharply formed, blade-like overflow edge (9), on which a vertical overflow wall (11) of the suction hose (10) is directly attached. connects.

2. outlet structure according to claim 1, characterized in that the overflow crown (6) in The flow direction rises in a ratio of 1: 3, and that the siphon cap (3) is one of the rise the opposite inclined surface adapted to the crown (22).

3. outlet structure according to claim 1 or 2, characterized in that the Overflow edge (9) adjoining overflow wall at the lower end of the suction hose to form of the discharge funnel into a desk-like discharge wall (13) that slopes downwards in the direction of flow passes, while the delimitation wall (14) of the discharge funnel formed by the siphon cap (3) is designed as a horizontally extending wall.

4. Outlet structure after one or more of claims 1 to 3, characterized in that the horizontally extending wall (14) of the Lifter cap (3) for influencing the starting point of the lifter (1) is adjustable in height.

5. outlet structure according to claim 1 to 4, characterized in that the upper water side at the level of the normal water level « (N) in the siphon cap (3) known, optionally closable ventilation openings (27) are provided.

6. outlet structure according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the siphon foot (2) carrying the weir crown (6) extended an underwater side Has a sole with towering cusps.

7. outlet structure according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the top of the siphon cap (3) as a flood raid crown (33) with the corresponding Flow profile is formed.

8. outlet structure according to claim 1 to 6, characterized in that the top of the siphon cap (3) has through-flow channels (25) for high water.

9. outlet structure according to one or more of the preceding claims, characterized in that that two or more lifters opposite one another with the outlet openings (15) (1) open into a stilling basin (31) to which a transverse to the outlet openings (15) extends Connects tube (35) for receiving the underwater.