Ein Wehr ist eine Barriere über einen Fluss, der entworfen ist, um die Fluss-Eigenschaften zu verändern. In den meisten Fällen nehmen Wehre die Form einer Barriere über den Fluss an, der Wasser veranlasst, hinter der Struktur (nicht verschieden von einem Damm) ein Kartell zu bilden, aber Wasser erlaubt, übertrieben zu fließen. Wehre werden allgemein verwendet, um das Fluss-Regime des Flusses zu verändern, zu verhindern, zu strömen, Maß-Entladung und Hilfe machen einen schiffbaren Fluss.

Funktion

Wehre erlauben hydrologists, und konstruiert eine einfache Methode, den volumetrischen Durchfluss im kleinen zu mittelgroßen Strömen oder in Industrieentladungspositionen zu messen. Da die Geometrie der Spitze des Wehrs bekannt ist und alle Wasserflüsse über das Wehr, kann die Tiefe von Wasser hinter dem Wehr zu einer Rate des Flusses umgewandelt werden. Die Berechnung verlässt sich auf die Tatsache, dass Flüssigkeit die kritische Tiefe des Fluss-Regimes in der Nähe vom Kamm des Wehrs durchführen wird. Wenn Wasser vom Wehr nicht weggetragen wird, kann es Fluss-Maß kompliziert oder sogar unmöglich machen.

Die Entladung kann als zusammengefasst werden

:

Wo

• Q ist Durchfluss
• C ist eine Konstante für die Struktur
• L ist die Breite des Kamms
• H ist die Höhe des Kopfs von Wasser über den Kamm
• n ändert sich mit der Struktur (z.B 3/2 für das horizontale Wehr, 5/2 für das V-Kerbe-Wehr)

Ein Wehr kann verwendet werden, um das vertikale Profil eines Stroms oder Kanals aufrechtzuerhalten, und wird dann allgemein einen Rang-Ausgleicher wie das Wehr in Duffield, Derbyshire genannt.

Der Kamm eines Überschwemmungsabflusskanals auf einem großen Damm wird häufig ein Wehr genannt.

Wehre, gekennzeichnet als niedrige Hauptbarriere-Dämme in diesem Zusammenhang, werden in der Kontrolle des angreifenden Seeneunauges in den Großen Seen verwendet. Sie dienen als eine Barriere, um Wiederkolonisation durch das Neunauge über dem Wehr zu verhindern, das Gebiet reduzierend, das erforderlich ist, mit lampricide behandelt zu werden, und einen günstigen Punkt zur Verfügung stellend, um Wasserfluss zu messen (um Betrag der Chemikalie zu berechnen, die anzuwenden ist).

Mühle-Teiche versorgen einen watermill mit der Macht, die er mit dem Unterschied im Wasserspiegel oben und unter dem Wehr verlangt, um die notwendige Energie zur Verfügung zu stellen.

Nachteile

• Weil ein Wehr normalerweise den Sauerstoff-Inhalt des Wassers vergrößern wird, weil es den Kamm überträgt, kann ein Wehr eine schädliche Wirkung auf die lokale Ökologie eines Flusssystems haben. Ein Wehr wird die stromaufwärts Wassergeschwindigkeit künstlich reduzieren, die zu einer Zunahme in siltation führen kann.
• Wehre können auch eine Wirkung auf die lokale Fauna haben. Während ein Wehr für etwas Fisch leicht ist, zu springen, können andere Arten oder bestimmte Lebensstufen derselben Arten durch Wehre wegen relativ langsamer Schwimmen-Geschwindigkeiten oder Verhaltenseigenschaften blockiert werden. Fischleitern stellen eine Weise für den Fisch zur Verfügung, zwischen den Wasserspiegeln zu kommen.
• Wenn auch das Wasser um Wehre häufig relativ ruhig scheinen kann, können sie äußerst gefährliche Plätze sein, Boot zu fahren, zu schwimmen, oder zu waten, weil die Umlauf-Muster auf der abwärts gelegenen Seite — normalerweise genannt "Hydraulik" - eine Person unbestimmt untertauchen können. Dieses Phänomen ist Kanufahrern, kayakers, und anderen so wohl bekannt, die Zeit auf Flüssen verbringen, dass sie sogar einen kläglichen Namen für Wehre haben: "Ertrinken von Maschinen".
• Das Wehr kann ein Punkt werden, wo Müll und anderer Schutt anwachsen. Jedoch wird ein Laufgang über das Wehr wahrscheinlich für die Eliminierung des Schwimmschuttes nützlich sein, der durch das Wehr gefangen ist, oder für das Arbeiten stillt und Schleusen darauf als die Rate von Fluss-Änderungen. Das wird auch manchmal als ein günstiger Zebrastreifen-Punkt für den Fluss verwendet.

Typen

Es gibt verschiedene Typen des Wehrs. Es kann ein einfacher Metallteller mit einer V-Kerbe-Kürzung darin sein, oder es kann eine konkrete und Stahlstruktur über das Bett eines Flusses sein. Ein Wehr, das eine große Änderung des Wasserspiegels dahinter verglichen mit dem der Tiefe-Maß-Methode innewohnenden Fehler verursacht, wird eine genaue Anzeige des Durchflusses geben. Einige Wehre werden als Brücken für Leute verwendet, um vorwärts spazieren zu gehen.

Irrgarten-Wehr

Ein Irrgarten-Wehr verwendet eine Wehr-Wandgeometrie in der trapezoiden Form (Plan-Ansicht), um die Wehr-Länge zu vergrößern. Sie sind vielseitige Strukturen und können modifiziert werden, um viele Anwendungen zu passen.

Breit erklommenes Wehr

Ein breit erklommenes Wehr ist eine Wohnungsverzierte Struktur, mit einem langen Kamm im Vergleich zur Fluss-Dicke (Chanson 1999, 2004, Henderson 1966, Sturm 2001). Wenn der Kamm "breit" ist, werden die Stromlinien parallel zum umgekehrten Kamm-Bogen, und der Druck-Vertrieb über dem Kamm ist hydrostatisch.

Die hydraulischen Eigenschaften von breit erklommenen Wehren wurden während der 19. und 20. Jahrhunderte studiert. Praktische Erfahrung hat gezeigt, dass die Wehr-Überschwemmung durch stromaufwärts Fluss-Bedingungen und das Wehr betroffen wird.

Scharfes verziertes Wehr (fayoum Wehr)

Ein scharf erklommenes Wehr erlaubt dem Wasser, sauber weg vom Wehr zu fallen. Scharfe verzierte Wehre sind normalerweise 1/4" oder dünnere Metallteller. Scharfe verzierte Wehre kommen in vielen verschiedenen Gestalten solcher als rechteckig, V-Kerbe und Wehre von Cipolletti.

Sie sind nicht sehr genau oder besonders zuverlässig, wenn sie lesen und von einer Öffnung messen.

Kombinationswehr

Die scharfen verzierten Wehre können in drei Gruppen gemäß der Geometrie des Wehrs betrachtet werden: a) das rechteckige Wehr, b) die V oder Dreieckskerbe und c) speziellen Kerben, wie trapezoide, kreisförmige oder parabolische Wehre. Für das genaue Fluss-Maß über eine breitere Reihe von Durchflüssen verbindet ein Kombinationswehr ein V-Kerbe-Wehr mit einem rechteckigen Wehr. Ein Beispiel wird von Thel-Mar Company verfertigt und ließ Durchflüsse entlang der Seite des Wehrs eingravieren. Das wird normalerweise in Pfeifen im Intervall von 4" zu 15" im Durchmesser verwendet.

V-Kerbe-Wehr

Das V-Kerbe-Wehr ist eine Dreieckskanalabteilung, verwendet, um kleine Entladungswerte zu messen. Der obere Rand der Abteilung ist immer über dem Wasserspiegel, und so ist der Kanal immer Dreiecksvereinfachungsberechnung der Querschnittsfläche. V-Kerbe-Wehre werden für niedrige Entladungen bevorzugt, weil der Kopf über dem Wehr-Kamm zu Änderungen im Fluss im Vergleich zu rechteckigen Wehren empfindlicher ist.

Minimales Energieverlust-Wehr

Das Konzept der Struktur von Minimum Energy Loss (MEL) wurde von Gordon McKay 1971 entwickelt. Die erste MEL Struktur war das Sturmwasserstraße-System von Redcliffe, auch genannt Humpybong Bach-Drainage outfall, vollendet 1960 in der Redcliffe-Halbinsel in Queensland, Australien. Es hat aus einem MEL Wehr bestanden, das als eine stromlinienförmige kleine Fall-Bucht handelt, die von einem 137 M langen Abwasserkanal gefolgt ist, der sich in den Pazifischen Ozean entlädt. Das Wehr wurde entworfen, um Strandsand zu verhindern, der darin wird wäscht und den Abwasserkanal erwürgt, sowie Salz-Eindringen im Humpybong Bach ohne Zufluss zu verhindern. Die Struktur ist noch im Gebrauch und hat Überschwemmungen passiert, die größer sind als der Designfluss in mehreren Beispielen, ohne (McKay 1970, Chanson 2007) zu strömen.

Das Konzept des Wehrs von Minimum Energy Loss (MEL) wurde entwickelt, um große Überschwemmungen mit dem minimalen Energieverlust und Zufluss und fast unveränderlichen Gesamtkopf entlang der Wasserstraße zu passieren. Der Fluss im Annäherungskanal wird durch eine stromlinienförmige Böschung zusammengezogen, und die Kanalbreite ist an der Böschungszehe kurz vor dem Stoßen in den abwärts gelegenen natürlichen Kanal minimal. Die kleine Bucht und Böschung werden rationalisiert, um bedeutende Form-Verluste zu vermeiden, und der Fluss kann von der Einlasslippe bis die Böschungszehe am Designfluss kritisch sein. MEL Wehre wurden spezifisch für Situationen entworfen, wo das Flussauffangen durch strömende Niederschläge und durch den sehr kleinen Betthang charakterisiert wird. Das erste MEL Hauptwehr war das Wehr von Clermont (Qld, Australien 1963), wenn das kleine Kontrollwehr am Eingang des Abwasserkanals von Redcliffe nicht aufgezählt wird. Das größte, Wehr von Chinchilla (Qld, Australien 1973), wird als ein "großer Damm" von der Internationalen Kommission auf Großen Dämmen verzeichnet.

Siehe auch

• Fischenwehr
• Fall-Struktur

ZeichenBibliografie

• Chanson, H. (2004). "Die Hydraulik des Offenen Kanalflusses: Eine Einführung." Butterworth-Heinemann, Oxford, das Vereinigte Königreich, die 2. Ausgabe, 630 Seiten (internationale Standardbuchnummer 978 0 7506 5978 9).
• Chanson, H. (2007). Hydraulische Leistungen von Minimalen Energieverlust-Abwasserkanälen in Australien, Zeitschrift von Leistungen von Gebauten Möglichkeiten, ASCE, Vol. 21, Nr. 4, Seiten 264-272 (doi:10.1061 / (ASCE) 0887-3828 (2007) 21:4 (264)).
• Gonzalez, C.A. und Chanson, H. (2007). Experimentelle Maße des Geschwindigkeits- und Druck-Vertriebs auf einem Großen Breit erklommenen Wehr, des Fluss-Maßes und der Instrumentierung, 18 3-4: 107-113 (DOI 10.1016/j.flowmeasinst.2007.05.005).
• Henderson, F.M. (1966). "Offener Kanalfluss." MacMillan Company, New York, die USA.
• McKay, G.R. (1971). "Design von Minimalen Energieabwasserkanälen." Forschungsbericht, Abteilung von Bürgerlichem Eng. Univ. von Queensland, Brisbane, Australien, 29 Seiten & 7 Teller.
• Sturm, T.W. (2001). "Offene Kanalhydraulik." McGraw Hill, Boston, die USA, Wassermittel und Umwelttechnikreihe, 493 Seiten.

Links

• Die Hydraulik von Abwasserkanälen von Minimum Energy Loss (MEL) und Brücke-Wasserstraßen (Klick "gehen" am UQ-ITS Beratenden webapge "weiter")