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Vorrichtung zur Verhinderung von Kolkbildungen an Wehren mit Abschußboden.
In einem fließenden Gewässer bildet sich bekanntlich unterhalb einer jeden Wehrschwelle
:infolge der Wasserwirbel ein sogenannter Kolk, das heißt eine Austiefung der Flußsohle,
und ferner infolge der seitlich entstehenden Uferanbrüche auch eine Verbreiterung
des Flußbettes. Diese Erscheinung tritt schon bei geringer Überfallhöhe, auch bei
sogenannten Grundschleusen, auf. Sie kann den A.nlaß zu Unterwaschungen und zur
Zerstörung von Wehren - und seitlichen Ufermauern bilden. Die Ursache liegt darin,
daß beim Absturze des Wassers über eine Wehrschwelle Wirbelkräfte wirken, die man
sich in. liegende Wirbelwalzen mit wagerechter Achse und in stehende -Wirbelwalzen
mit senkrechter Achse zerlegt vorstellen kann: Erstere erzeugen durch Aushöhlung
der Sohle den Kolk, letztere durch Unterwaschung der Ufer die Verbreiterung des
Flußbettes.
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Die Erfindung will diese Übelstände durch Anordnung eines durchlässigen
Absturz-oder Abschußbodens unterhalb des festen, undurchlässigen Wehrbodens beseitigen.
Ein solcher Abschußboden vermindert infolge seiner Durchlässigkeit die GeschWindigkeit
der über- dem Wehrboden abströmenden Wassermasse: Jener Teil der Wassermenge, welcher
durch die öffnungen des Bodens strömt, vermengt sich mit dem unter dem letzteren
befindlichen ruhenden. Wasser. Die Bildung von Wirbelwalzen wird hierdurch behindert
- und ihre Wirkung soweit abgeschwächt, daß nur geringe Angriffe der Flußsohle und
der Ufer stattfinden.
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Auf diese Weise können auch bereits bestehende Wehre ohne Schwierigkeiten
und mit verhältnismäßig geringen Kosten umgebaut werden.
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Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den
Fig. i bis 6 der Zeichnung veranschaulicht.
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Fig. i veranschaulicht einen auf Pfählen fest aufruhenden Holzrost
als Abschußboden, welcher flußabwärts, anschließend an einen betonierten, undurchlässigen
Boden des Überfallwehres tiergestellt ist. Dieser Holzboden ist auf einem Teil seiner
Länge durchlässig, während der an den betonierten. Wehrboden angrenzende Teil undurchlässig
ist. Er besteht aus einer Lage von Längsbalken, welche in der Strecke h dicht aneinanderliegen,
also undurchlässig ist. In der Strecke 1, ist jeder der einzelnen Balken
seitlich behauen oder so weit abgenommen, da3 zwischen ihnen Längsspalten von entsprechender
Breite offen bleiben (Fig.3). Erhält die Oberfläche des Abschußbodens eine leichte,
dem Flußgefälle entgegengesetzt gerichtete Neigung zweckmäßig unter einem Winkel
von 3 bis 5°, so wird erfahrungsgemäß die Wirkung der Vorrichtung erhöht.
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Durch diese Längsspalten, die etwa auf 2@3
der Länge
des Absturzbodens vorzusehen sind, fallen die Geschiebe und Sinkstoffe des Flusses
hindurch und bleiben im ruhigeren Wasser unter dem Abschußboden liegen, so daß auch
bereits bestehende tiefe Auskolkungen allmählich verlanden.-- Die Breite der Längsspalten
isst im allgemeinen entsprechend der mittleren Korngröße des Flußgeschiebes zu bemessen.
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Anstatt aus Holz läßt sich der Boden auch aus Eisen, oder dort, wo
eine abschleifende Wirkung der Geschiebe nicht zu befürchten ist, aus Beton oder
Eisenbeton auf Pfählen aufruhend, herstellen.
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Damit auch bei höheren Wasserständen ein Wasserpolster von genügender
Tiefe unter dem Boden vorhanden ist, das 'die lebendige Kraft des fallenden Wassers
vermindert, ist es angezeigt; den Abschuß.boden in lotrechter Richtung beweglich
zu machen, damit sich dessen Lage den jeweiligen Wasserständen anpaßt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.2 bis q.c ist eine solche lotrechte
Beweglichkeit im Anschlusse an einen undurchlässigen Holzwehrboden dadurch erreicht,
daß der Abschußboden- als schwimmender, durchlässiger Boden hergestellt und mit
dem festen Wehrkörper durch seitlich angebrachte Gelenke verbunden ist. Diese sind
mittels einer durchgehenden Welle W hergestellt, welche an der Unterseite des Bodens
auf Bändern B (Fig. q.c) gelagert ist. Die seitlich. über den Holzboden hervorragenden
Enden. der Welle sind in einer Gelenkstange C gelagert (Fig. 2, q.a und 4b), deren
Drehzapfen D in einer nach rückwärts verankerten Eisenschließe S ruht, durch welche
:der durch den schwimmenden Boden ausgeübte Zug auf mehrere Pfähle des Unterbaues
übertragen wird. Bei niedrigem Wasserstand schwimmt dieser Boden auf der Oberfläche
des: Wassers, beim Ansteigen des Wassers hebt er sich aufwärts, wobei die Welle
W schließlich in die obere Grenzlage W,, gelangt, welche da-" durch gegeben ist,
daß das- flußaufwärtige Ende des beweglichen Bodens keinesfalls höher liegen -darf
als das anschließende Ende des festen Wehrbodens (Fig. 2 und 4:a, Punkt m). Seitliche
Anschläge A an den äußeren Pfählen, P des festen Wehres begrenzen die Aufwärtsbewegung
des schwimmenden Bodens. Die wegen .der größeren Wirksamkeit der ganzen Vorrichtung
gewünschte Lage des Bodens in einem leichten Gegengefälle stellt sich beim schwimmenden
Boden von selbst ein, weil der Druck des Wasserstrahles auf den ersten undurchlässigen
Teill, größer ist aus auf den weiteren durchlässigen Teil l2. In der oberen Grenzlage
des Bodens, also bei höheren Wasserständen, ist übrigens die Wirkung des Auftriebes
durch die Anschlagvorrichtung einseitig aufgehoben, wodurch die selbsttätige Einstellung
des Bodens .in das erwähnte Gegengefälle begünstigt wird.
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Die Anwendung des beschriebenen Abschußbodens mit lotrechter Beweglichkeit
bei Wehren anderer Bauart erfolgt in ähnlicher Weise mit entsprechender Abänderung
der gelenkigen Anhänge- und der Anschlagvorrichtung.. Die Fig. 5 und 6 stellen ein
Beispiel hierfür dar, wie der bewegliche Abschußboden an einem Überfallwehr aus
Beton anzubringen ist.
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Anstatt den Abschußboden nur auf einem Teil seiner Länge durchlässig
zu machen, kann er auch auf seiner ganzen Länge mit durchgehenden Längsspalten versehen
sein, wenn der feste undurchlässige Wehrboden schon eine große Länge besitzt.