WYDZIAŁY POLITECHNICZNE KRAKÓW

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asserKraff-und Wasser-Versorgungsanlagen

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München und Berlin.

Druck und Verlag von R. Oldenbourg.

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Journal für Gasbeleuchtung

und verwandte Beleuchtungsarten sowie für

W asseryersorgung.

Organ des Deutschen Vereins von Gas- und Wasserfachmännern.

Herausgeber und Chef-Redakteur

Geh. Hofrat H>i*. 14- Bunte,

Professor an der Technischen Hochschule in Karlsruhe, General-Sekretär des Vereins.

Jährlich 52 Hefte. Preis M. 20.—.

Das Journal behandelt die Kohlengasbeleuclitung und Wasserversorgung, auf welchen Gebieten es unter den Publikationen aller Länder eine führende Stelle einnimmt, in ihrem ganzen Umfange. Die Hygiene wird, soweit sie im Hinblick auf die Beleuchtung, Wasserversorgung, Städtereinigung usw. in Betracht kommt, in gebührender Weise berücksichtigt. — Besondere Aufmerksamkeit wird allen bewährten und aussichtsreichen Neuerungen im Installationswesen sowohl auf dem Gebiete der Licht- als der Wasserversorgung gewidmet. Berichte über die einschlägigen Fachvereine, die Abschnitte »Literatur«, »Auszüge aus den Patentschriften«, »Statistische und finanzielle Mitteilungen«, »Korrespondenz« und »Brief- und Fragekasten« vervollständigen den Inhalt jeder Nummer

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Kalender für das Gas- und Wasserfach.

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Bearbeitet von

Dr. E. Schilling⁻, Ingenieur, und

Gf. A n Ul; im,

Ingenieur u. Betriebsdirigent der Berliner Wasserwerke zu Friedrichshagen.

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Biblioteka Politechniki Krakowskiej

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Zeitschrift für das

gesamte Turbinenwesen.

Unter ständiger Mitwirkung hervorragender Autoritäten herausgegeben von

Wolfgang Adolf Müller,

Zivil-Ingenieur.

Jährlich 36 Hefte mit zahlreichen Textabbildungen. Preis pro Jahrg. M. 18.—, pro Semester M 9.—.

In der »Zeitschrift für das gesamte Turbinen wesen« gelangen zur Veröffentlichung wissenschaftliche Aufsätze — Theorie wie Praxis — aus dem Gebiete der Dampfturbinen (Thermodynamik) mit Einschluß der Turbodynamos, der Wasserturbinen (gesamte technische Hydraulik), der Turbinenschiffe, Wind-, Heißluft- und Gasturbinen, sowie auch der Pumpen und-Ventilatoren einschließlich der rotierenden Kompressoren, sodann eingehende Beschreibung und Darstellung ausgeführter oder projektierter Anlagen, Berichterstattung über Betriebsergebnisse, Ausführungen, Projekte, Besprechung der Fachliteratur usw.

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Band VII:

Sclilottlianer, Ferd., Über Wasserkraft- und WasserYersorgungsanlagen.

München und Berlin.

Druck und Verlag von R. Oldenbourg.

1906.

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Uber Wasserkraft- and Wasser-Versorgungsanlagen.

Praktische Anleitung zu deren

Projektierung, Berechnung und Ausführung.

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Ferdinand Schlotthauer,

Ingenieur.

Mit 39 Abbildungen.

öffentlichen Arbeiten

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München und Berlin.

Druck und Verlag von R. Oldenbourg.

1906.

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Vorwort.

TAie vorliegende Arbeit, welche ich vielfachen Anregungen D entsprechend verfafste, soll, wie schon sein Titel besagt, keineswegs als Lehrbuch dienen. Wer das Gebiet der Hydraulik zu seinem Berufe erwählt hat, wer nicht nur Formeln mechanisch anwenden, sondern ihre Ableitung und Entstehung voll erfassen will, darf es sich nicht verdriefsen lassen, diese Wissenschaft genau zu studieren und durch eine entsprechende Praxis zu ergänzen. Vor allem jedoch ist eine gründliche Vorbildung insbesondere in der höheren Mathematik und der Physik für denselben unerläfslich.

Dafs dieses Taschenbuch einem solchen Zwecke weder dienen kann, noch soll, bedarf kaum einer Erwähnung, da es einzig praktische Ziele verfolgt.

Sieht man von dem Wirken einzelner Gelehrter und Theoretiker ab, so zeigt sich überall die bekannte Tatsache, dafs in der Praxis ein grofser Teil des Gelernten in Ver gessenheit gerät. Man begnügt sich damit, den Handbüchern und Kalendern die notwendigen Formeln zu entlehnen und verzichtet auf eine umständliche und zeitraubende Entwicklung derselben. Aber nur jene, welche die betreffende Disziplin beherrschen, können diesen Weg ohne Gefahr betreten; denn für alle diese Behelfe gilt die Voraussetzung, dafs eine tüchtige Vorbildung in dem betr. Berufe vorhanden sei und fehlen daher in denselben fast ausnahmslos jene Hinweise und Erläuterungen, welche erforderlich sind, um das Entnommene richtig anwenden zu können und Irrungen bzw. unzulässigen Auflösungen von Gleichungen vorzubeugen, die auf dem Gebiete der Hydraulik besonders zu befürchten sind.

Wenn dieser Umstand schon den in die Praxis treten den jungen Fachmännern manche Schwierigkeit bereitet, so ist derselbe für die übrigen Techniker um so unerquicklicher, da die genannten Hilfsmittel fast völlig versagen, wenn sie von Personen benutzt wrerden, welche in dieser Disziplin gar nicht, oder nur teilweise bewandert sind. Leider sind derartige Fälle nur allzu häufig.

Die Neuzeit schraubt die Anforderungen an den einzelnen immer höher hinauf und es gilt im allgemeinen — von wenigen rühmlichen Ausnahmen abgesehen —, für selbstverständlich, dafs nicht nur jeder Ingenieur, sondern auch der Techniker ohne Hochschulbildung die ganze Materie des Bau-, Maschinen-und Elektrizitätswesens beherrschen soll. Zweifelsohne sind diese Zustände ungesund, allein sie bestehen, und es mufs mit ihnen gerechnet werden.

Woraus sollen nun jene, welche zu Arbeiten auf dem mehrerwähnten Gebiete berufen werden, das hierzu nötige Wissen schöpfen, wenn ihre Vorbildung auf einem anderen Gebiete lag, oder eine ungenügende war'?

Die einschlägigen wissenschaftlichen Werke geben nur selten der Praxis den erforderlichen Raum, sind vielfach nur jenen verständlich, welche die Vorlesungen über das betreffende Thema gehört haben, behandeln die für das praktische Wirken nebensächliche Theorie in gründlichster Weise, während die Formel, welche wirklich zur Anwendung gelangt, als selbstverständlich betrachtet und meist nicht näher erörtert wird, da mit der Aufstellung der Schlufsformel das Interesse des Theoretikers an derselben endet.

Werke, welche dem praktischen Bedürfnisse Rechnung-trägen, z. B. das Handbuch der Ingenieurwissenschaft, welches auch meinerseits vielfach benutzt wurde, sind teuer, nur selten zur Verfügung und bedürfen eines gründlichen Studiums, zu welchem in der Praxis niemals Zeit gegeben ist. Wenn also den betreffenden Herren bei der Lösung der übertragenen Arbeit niemand helfend zur Seite steht, ist deren Lage eine keineswegs beneidenswerte, und die Folgen sind oft recht peinlich.

Bei der Abfassung meiner Niederschrift schwebte mir einzig die Absicht vor, durch sie in den geschilderten Fällen einen verlässigen, leicht verständlichen Ratgeber darzubieten , der eine manchmal recht unerquickliche Ratserholung bei Vorständen, Kollegen etc. entbehrlich machen soll, und die vielseitige Zustimmung durch zahlreiche Kollegen zeigte, dafs mein Unternehmen einem weitgehenden Bedürfnisse entspricht.

Es handelte sich vor allem, den richtigen Weg zu betreten, und ich glaubte Mifsverständnissen nur dadurch Vorbeugen zu können, dafs ich die gesamte Darstellung nicht nur in leicht verständlicher Weise unter Hinweglassung aller nicht absolut nötigen Theorie abfafste, sondern auch jeden einzelnen Fall durch Vorführung praktischer Beispiele und Durchführung der betreffenden Berechnungen derartig erläuterte, dafs auch der leiseste Zweifel ausgeschlossen erscheint.

Diese Art der Behandlung des Stoffes verwies mich von selbst darauf, auch der praktischen Ausführung einen ausgedehnten Raum zu gewähren. Es war das um so mehr geboten, als die Möglichkeit, eine Anlage theoretisch bestimmen und berechnen zu können, absolut nicht genügt, um ein — auch nur halbwegs — brauchbares Projekt aufstellen zu können. Ich habe daher nicht nur die eigenen, in langen Jahren gesammelten Erfahrungen in diesem Werk-chen niedergelegt, sondern auch jene der hervorragendsten Fachmänner auf dem bearbeiteten Gebiete.

Damit glaube ich nicht nur den Anfängern auf diesem, sondern auch jenen — der Technik fernstehenden — Personen, welche sich mit derartigen Problemen zu beschäftigen haben, einen Dienst erwiesen zu haben. Wer an den Berechnungen kein Interesse hat, mag sie getrost überblättern ! Die gemeinverständliche Darstellung der Gesetze, nach denen sich das Wasser in der Natur und in künstlichen Läufen bewegt, die genaue Schilderung, wie eine Anlage beschaffen sein mufs, wenn sie den Anforderungen der Neuzeit entsprechen soll, der Hinweis auf die Gefahren, welche bei Unterlassung verschiedener Vorsichtsmafsregeln drohen, auf die Vorsorge, welche für die Zukunft zu treffen ist, auf die finanziellen Ersparungen, die unter Umständen erzielt werden können und durch Kalkulationen nachgewiesen werden, die Warnungen vor einem verfehlten Sparsysteme usw., das alles sind Dinge, welche das Interesse weitester Kreise beanspruchen, so dafs Verwaltungs- und Kommunalbehörden, Gemeindeverwaltungen, Bauunternehmungen, Personen, welche die Ausnutzung von Wasserkräften beabsichtigen oder im Besitze einer veralteten Anlage sind etc., sich bei Benutzung dieses Buches rasch zu orientieren und vor Übervorteilungen und finanziellen Schädigungen in der Gegenwart und Zukunft zu sichern vermögen.

Die beigefügten Rechnungsbehelfe und insbesondere die Tabellen, welche ich teils neu berechnete, teils erweiterte, ermöglichen den Wegfall vieler komplizierter Berechnungen und bieten daher nicht nur Ingenieuren und Technikern eine grofse Arbeitserleichterung, sondern sie können auch von intelligenten Installateuren dazu benutzt werden, ohne jegliche Berechnung den für den gegebenen Fall nötigen Rohrdurchmesser zu bestimmen. Wenn dieselben die zu diesem Zwecke erteilten Anleitungen und Beispiele aufmerksam durchlesen, sind sie ohne weiteres imstande, die Tabelle richtig anzuwenden.

Um die Übersichtlichkeit des Werkes zu wahren, welche durch Einschaltung zahlreicher Beispiele und praktischer Erörterungen erschwert wird, und um die Möglichkeit zu treten, sich auch in jedem einzelnen Falle rasch zurecht zu finden, habe ich jenen Pfad betreten, den jeder einzuschlagen gezwungen ist, welchem die Lösung einer diesbezüglichen Aufgabe übertragen wurde, nämlich : zuerst eine allgemeine Information über die Grundgesetze vorausgehen zu lassen, dann die Vorarbeiten für das Projekt ins Auge zu fassen und alsdann dessen Aufstellung vom Standpunkte der Theorie und Praxis aus in die Wege zu leiten.

Dabei wurde jeder einzelne Teil der Aufgabe so behandelt, wie cs die neuesten praktischen Erfahrungen bedingen.

Die erläuternde Darstellung, warum gerade so vorzugehen war, bzw. die Ergänzung des in den einzelnen Beispielen Gesagten habe ich einem eigenen, am Schlüsse der einzelnen Erläuterungen angefügten Titel einverleibt.

Ich sah mich hierzu aus dem Grunde veranlafst, weil ich das, was von allgemeinem Interesse, also nicht allein für die Techniker bestimmt ist, nicht in die einzelnen Kapitel zerstreuen wollte.

Für die Bearbeiter eines Projektes bilden diese nachträglichen Bemerkungen teils eine Ergänzung dessen, was in den Beispielen angeführt wurde, teils eine Rekapitulation, bzw. eine praktische Anleitung über die zweckmäfsigste Ausführungsweise, die kein Techniker ohne gröfsere Praxis entbehren kann.

Damit glaube ich meine Vorbemerkungen schliefsen zu können, und empfehle das Buch einer wohlwollenden Beurteilung, indem ich der angenehmen Hoffnung Raum gebe, mit demselben weitesten Kreisen eine willkommene Gabe zu bieten.

Der Verfasser.

Quellenangabe: Handbuch der Ingenieurwissenschaften und des Ingenieurs Taschenbuch, herausgegeben vom akademischen Verein »Hütte«.

.

Inhaltsverzeichnis.

1. Teil. Wasserkraftanlagen.

Seite

1.    Allgemeines über die Hydraulik — auch Hydromechanik

genannt — bzw. über die Anwendung der einschlägigen Formeln...................

2.    Über die Bewegung des Wassers in natürlichen Gerinnen

und Kanälen bzw. die Einflüsse, welche sich bei derselben geltend machen................

3.    Bestimmung der Wassergeschwindigkeit.......

4.    Ermittelung der Wassermengen und die hierzu dienenden

Methoden..................

5.    Bestimmung der mittleren Wassergeschwindigkeit aus jener

im Stromstriche................

6.    Wassermessungen durch Ausflufsöffnungen oder Über-

7.    Vorarbeiten für die Kanalbestimmung und Ermittelung

der Stauweite für Wehranlagen..........

8.    Die Wassergeschwindigkeit in Kanälen.......

9.    Bestimmung des Kanalprofiles..........

10.    Bestimmung des für eine gewählte Geschwindigkeit erforderlichen Gefälles..............

11.    Bestimmung der Wassergeschwindigkeit bei gegebenem Gefälle

12.    Wechsel der Geschwindigkeiten bei verschiedenen Kanalarten ....................

13.    Kanäle, für welche kein günstigstes Querprofil gewählt

werden kann .................

14.    Kanaleinlauf oberhalb der Wehranlagen.......

15.    Übergang zum Erdkanal.............

16.    Unterwasserkanäle .    .    .    ............

17.    Wehranlagen.................

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Seite

18.    Stauberechnungen bei Wehranlagen........

19.    Berechnung der durch einen Wehreinbau bei Hochwasser

verursachten Stauweite.............

20.    Überfälle bei den Wehranlagen..........

21.    Die verschiedenen Wehrarten und deren Formen ...    36

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36

22.    Berechnung der Wehrkronenhöhe, wenn eine bestimmte Stauhöhe vorgeschrieben oder von Natur aus bedingt ist 37

23.    Stauwirkung der Grund- und Überfallwehre mit festem Unterbau und offenen Schützen bzw. entfernten Nadeln 40

24.    Allgemeine praktische Winke über Wehre, Kanäle und Turbinenanlagen ........

25.    Gerinne............

26.    Rohrkanäle als Oberwasserkanalstrecke

27.    Druckrohrleitungen.......

Erläuterung für Benutzung der Tabelle I 1 u. 2 des Anhanges ..................

28.    Projektierung von Hochdruckanlagen, bei welchen das vorhandene Wasser nicht vollständig verwertet werden will 56

29.    Führung von Kanälen vom AVasserfange bis zum Beginne der Druckrohrleitung

30.    Druckrohrleitung vom Wasserfange an beginnend ... 57

31.    Allgemeine Bemerkungen über die Wahl der Rohrdurchmesser und der Geschwindigkeit des Wassers ....    57

32.    Stollen als Kanalstrecke sowie Heberleitungen .... 59

33.    Sicherung der Rohrleitungen gegen Wanderung ....    60

34.    Rohrmaterial und Dichtung der Rohre

35.    Kompensationsstücke......

36.    Erläuterung zu Tabelle II 1 und 2 Rohrkanäle mit eiförmigem und kreisrundem Profile.........

37.    Unterwasserkanäle für kleinere Wassermengen ....    68

38.    Schlufsbemerkungen zu Teil I Wasserkraftanlagen ...    69

. . 41

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. 60

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II. Teil. Wasserversorgungsanlagen.

39.    Hochquellenleitungen und Allgemeines über die Wasserbeschaffung ...........

40.    Grundwasser...........

41.    Flufswasser für Wasserversorgungsanlagen

42.    Versorgung von Städten mit gesonderten Trink- und Nutzwasserleitungen ................

43.    Bestimmung der erforderlichen Wassermengen .    .    .    .    81

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. 78

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Seite

81

44.    Projektierung von Hochquellenleitungen......

45.    Zweck der Hochreservoire oder Hochbehälter .    .    .    .

46.    Wasserfassungen...............

47.    Die Erschliefsung und Fassung der oberen Grundwasserzone ...................

48.    Sammelbrunnen und deren Verbindung mit den einzelnen

Brunnen ..................

49.    Bauart der Brunnen..............

50.    Röhrenbrunnen...............

51.    Sicherung der Brunnen gegen Tagwasser und Armatur

derselben..................

52.    Erschliefsung der zweiten Grundwasserzone.....

53.    Wasserbeschaffung durch Benutzung von Bach-, Flufs-

und Seewasser................

54.    Wasser aus Seen........ ......

55.    Künstliche Wasserhebung............

56.    Der Bau und die Armierung der Hochreservoire .    .    .    111

57.    Anordnung der Hochreservoire bei künstlicher Wasserhebung mit Zuleitung direkt von der Pumpstation aus .    114

58.    Hochreservoire bei künstlicher Wasserhebung mit Zu

leitung vermittelst des Stadtrohrnetzes und eines Endstranges ..................

59.    Die Führung von Rohrsträngen als Gravitations- und

Heberleitungen................

60.    Entlüftung von Heberleitungen und Ausnutzung derselben 119

61.    Heberleitungen, welche sich nicht über den ursprünglichen Wasserspiegel erheben..........

62.    Heberleitungen im Stadtrohrnetze........

63.    Gravitationsleitungen für Quellfassungen......

64.    Beispiel für Einleitung von Quellen in den Sammelschacht

mittels Röhren................

70.    Berechnung der einzelnen Rohrstränge

71.    Die einzelnen Bestandteile des Sradtrohrnetzes .... 159

72.    Das Material für das Stadtrohrnetz

73.    Entlüftungskästen ......

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74.    Anschlufsleitungen . . .

75.    Kontrolle der Wasserabgabe

76.    Hausinstallationen    . . .

77.    Vorsorge für einen künftigen, erhöhten Wasserverbrauch 174

168

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Tab ellenanhang.

Tabelle I, 1 über die Wassermenge Q in Liter pro Sekunde, welche die in den Kol. a und b mit ihrem lichten Durchmesser in Millimetern verzeichneten, gebräuchlichen Rohre bei den unten verzeichneten Geschwindigkeiten zum Abflufs bringen und über die für jedes berechnete Wasserquantum sich ergebende Widerstandshöhe hl in Metern pro 100 m Länge der Röhrenfahrt ....    178, 179

182

183

Tabelle I, 2 über den Druckhöhenverlust oder die Widerstandshöhe hu welche für die der Tabelle I, 1 entnommenen Rohrdurchmesser bei der gewählten Geschwindigkeit v und dort verzeichneten Wassermenge bedingt ist 180, 181 Tabelle II, 1 zur Auffindung der Profilshöhe h bzw. jenes normalen Eiprofils, welches für die unten verzeichneten — auch angenäherten — Wassermengen unter den aufgeführten Geschwindigkeiten erforderlich ist .... Tabelle II, 2 zur Ermittlung des Gefälles oder des Druckhöhenverlustes, welcher für das aufgefundene Eiprofil und die gewählte Geschwindigkeit v pro 1000 m Entfernung eintritt...............

184

Tabelle III. Über die Wassermengen, welche über einen rechteckigen Überfall, dessen Dimensionen nach den dortselbst verzeichneten Normen bemessen sind, zum Abflufs gelangen...............

III. Teil. Zahlentabellen.

Quadrate, Kuben, Quadrat- und Kubikwurzeln, Reziproken, natürliche Logarithmen, Kreisumfänge und Kreisinhalte

aller natürlichen Zahlen von 1 bis 1000    ......

Trigonometrie und Planimetrie...........

Formeln aus der Geometrie............

Körpertafel und mathematische Formeln.......

Formstücke...................

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I. Teil.

W asserkraftanlagen.

1. Allgemeines über die Hydraulik — auch Hydromechanik genannt —, bzw. über die Anwendung der einschlägigen Formeln.

Die Bewegung des Wassers, sei es in den von der Natur geschaffenen Rinnsalen, sei es in künstlich hergestellten Wasserläufen, geht in Wirklichkeit niemals ohne Wellen, Wirbelungen, Temperaturveränderungen und sonstige äufsere Einwirkungen vor sich. Es ist daher unmöglich, eine exakte mathematische Darstellung jener Gesetze, nach welchen das Wasser in einzelnen bestimmten Fällen sich fortbewegt, zu schaffen. Wird selbst von der Wärmeveränderung vollständig abgesehen und die Wasserbewegung einzig nach dem Gesetze der Schwere behandelt, so ergeben sich trotzdem unvollkommene Formeln. Aus diesem Grunde blieb die rein theoretische Lehre über die Wasserbewegung oder Hydrodynamik ziemlich ohne praktisch greifbare Resultate, da die Integration der Grundgleichungen sich nur in wenigen Fällen vollziehen läfst. Für den Zweck, welchen dieses Werkchen verfolgt, kommt daher lediglich die Hydraulik, auch Hydromechanik genannt, in Betracht. Diese Wissenschaft rechnet in ihren empirischen Formeln mit Erfahrungskoeffizienten, welche, richtig angewendet, für die Praxis vollständig brauchbare Resultate liefern. Die Benutzung von empirischen Formeln verlangt jedoch, dafs keine willkürliche Auflösung derselben vorgenommen wird, da die Bedingungen,

Schlotthauer, Wasserkraftanlagen.

unter welchen diese Koeffizienten ermittelt wurden, in der Praxis niemals die vollständig gleichen werden und eine Verallgemeinerung der betreffenden Formeln die Einsetzung weiterer bestimmter Koeffizienten nötig machte, deren Wert nur unter der gegebenen Voraussetzung ein richtiger ist, so dafs es nicht angeht, jeden einzelnen Koeffizienten aus der Formel berechnen zu wollen. Dieser Umstand erschwert in hohem Mafse die Arbeiten auf dem Gebiete der Hydraulik und bietet das einzige verlässige Hilfsmittel für jene, welche die einschlägige, wissenschaftliche Materie nicht oder nicht vollständig beherrschen, der in diesem Werkchen eingeschlagene Weg: an der Hand von Beispielen die Anwendung der erforderlichen Formeln klarzulegen und deren Auflösung rechnerisch durchzuführen.

Verschiedene Formeln sind überhaupt nicht direkt lösbar, sie geben lediglich die Beziehungen der einzelnen Koeffizienten zueinander. In solchen Fällen erübrigt nichts anderes als durch Einsetzung von Versuchswerten für jene Unbekannte, welche die direkte Lösung der Formel unmöglich macht, ein Resultat zu erhalten, das sich alsdann entweder zu grofs oder zu klein erweist, sehr selten zufällig erraten wird. Man wird daher ein zweites Resultat suchen, das zu klein ausfällt, wenn das erste zu grofs wurde und aus beiden den Durchschnittswert ermitteln, der, in die Formel eingesetzt, dem gesuchten Werte allmählich ganz nahe kommt, so dafs das Resultat praktisch verwendbar wird.

Derartige Manipulationen sind zwar umständlich und zeitraubend, aber bisweilen nicht zu vermeiden. Wer mit dem Rechenschieber bewandert ist, wird in solchen Fällen mit diesem eine bedeutende Arbeitserleichterung erzielen. Es verbietet der Zweck dieses Werkchens, sämtliche Formeln der Hydraulik hier aufzuführen und zu erläutern. Ein solches Verfahren würde nur zu Mifsverständnissen führen und diese Niederschrift mit Gegenständen überladen, an denen derjenige, welcher einen bestimmten Fall zu bearbeiten hat, kein Interesse besitzt. Es kommen daher nur diejenigen Formeln zur Anwendung, welche bei der praktischen Durchführung von Projekten unentbehrlich sind und zwar wurden gerade jene ausgewählt, welche auf Grund der Erfahrung das sicherste Resultat ergeben. Wo die Auflösung einer solchen Formel sehr schwierig ist und eine einfachere ein praktisch vollständig ausreichendes Resultat ergibt, wurde letztere gewählt. Von der Entwicklung der Formeln, welche ohne höhere Mathematik meist nicht durchführbar ist, wurde ebenfalls Abstand genommen, da der Hauptzweck dieses Werkchens eine praktische Anleitung zur raschen und sicheren Lösung aller einschlägigen Arbeiten auf dem Gebiete der Hydraulik sein soll.

2. Über die Bewegung des Wassers in natürlichen Gerinnen und Kanälen, bzw. die Einflüsse, welche sich bei derselben geltend machen.

Das Wasser bedarf als tropfbar flüssiger Körper zu seiner Fortbewegung einer bestimmten Druckhöhe oder eines gewissen Gefälles. Die Geschwindigkeit, welche bei den verschiedenen Gefällshöhen eintritt, ist einerseits von der geognostischen Beschaffenheit seines Gerinnes oder Bettes, anderseits von dem Verhältnisse des benetzten Umfanges zur Wasserquerschnittfläche abhängig. Die Beobachtung, dafs das Wasser der Flüsse bei gleichbleibendem Sohlengefälle je nach der Tiefe des Wasserstandes eine verschiedene Geschwindigkeit erhält, liefert hierfür den Beweis. Während z. B. ein Flufs mit breiter Sohle bei niedrigem Wasserstande und einem vorhandenen geringen Gefälle nur langsam fiielst, steigt dessen Geschwindigkeit bei eintretendem Hochwasser oftmals um mehr als das Doppelte. Es gibt für diese Erscheinung nur die oben angedeutete Erklärung, dafs das Verhältnis des benetzten Umfanges Z7 eines Wasserlaufes zum Wasserquerschnitt F ein derartiges ist, dafs die Geschwindigkeit des Wassers wächst, je gröfser die Querschnittfläche im Verhältnis znm benetzten Umfang wird. Die Querschnittfläche F wächst im quadratischen Verhältnisse, während der benetzte Umfang U nur in linearem solchen zunimmt. Ein Beispiel wird das Gesagte erläutern. Ein

— rund 0,78.

Flufs, der 20 m mittlere Breite und durchschnittlich 0,4 m Tiefe, sowie einmalige Uferböschung besitzt, hat eine Wasserquerschnittsfläche F — 20 X 0)4 — 8 qm. Der benetzte Umfang U — 19,2 -}- 2 X 0,57 = 20,34 m. Das Verhältnis

zwischen Querschnitt und Umfang oder ^ = 8 : 20,34

= rund 0,39.

Schwillt das Wasser auf eine mittlere Tiefe von 0,8 m an, so wird F 16 qm und U = 18,2    2 X L13 = 20,46

und

Bezüglich der Berechnung des benetzten Umfanges U für ein beliebiges und ein günstigstes Querprofil vgl. die Angaben S. 14—17.

Indem also bei einem Wasserstande von 0,4 m Tiefe die Querschnittsfläche 8,0 qm beträgt und der benetzte Umfang 20,34 m, erhöht sich bei 0,8 m Wassertiefe der Querschnitt bereits auf das Doppelte, während der benetzte Umfang lediglich auf 20,46 m steigt.

In der Lehre über die Bewegung flüssiger Körper wird F

der Quotient -jj durchwegs mit B oder hydraulischem Radius

bezeichnet. Wie jedoch erwähnt wurde, ist für die Geschwindigkeit eines fliefsenden Wassers nicht das oben erwähnte Verhältnis allein mafsgebend, sondern auch die Beschaffenheit des Flufs- oder Kanalbettes. Je rauher z. B. die Sohle und das Ufer eines Flusses ist, je mehr Gerolle, Geschiebe oder Felsblöcke im Wasserlaufe auftreten, je dichter der Pflanzenwuchs oder je gröfser die Schlammablagerung in langsam fliefsenden Gewässern ist, desto geringer wird die Geschwindigkeit.

3. Bestimmung der Wassergeschwindigkeit.

Vorbemerkungen.

Es ergibt sich hieraus, dafs ein bedeutend höheres Gefälle erforderlich wird, wenn ein Wasserlauf bei derartigen, der Bewegung hinderlichen Untergrunds- und Uferverhältnissen eine bestimmte Geschwindigkeit erreichen soll, als wenn sich derselbe z. B. in einem gehobelten Gerinne oder einem Kanale aus glatt verputztem Beton fortbewegt. Soll nach dem Gesagten daher 'ein Flufs oder Kanalprofil bestimmt werden, so ist es unerläfslich, zu wissen, welches Material dabei durchschnitten wird, da nicht nur darauf zu achten ist, ob infolge der Beschaffenheit desselben ein gröfseres oder kleineres Gefälle nötig wird, sondern auch berücksichtigt werden mufs, dafs einzelne Bodenarten schon von sehr mäfsig fliefsendem Wasser angegriffen werden, so z. B. Lehmerde, Tonerde, lockerer Sand etc. Die Folge eines zu raschen Wasserlaufes wTäre daher Ausspülung der Sohle und Böschungen und Nachrutschung der letzteren. Anderseits birgt aber auch langsam fliefsendes Wasser bei unseren klimatischen Verhältnissen die Gefahr in sich, dafs dasselbe gänzlich, das ist bis zum Grunde einfriert. Ist derartiges zu befürchten und gestattet die Beschaffenheit des Materials keine nennenswerte Wassergeschwindigkeit, so bleibt nur der einzige Ausweg übrig, die vom Wasser benetzte Kanalstrecke künstlich vor Ausspülung und Rutschungen zu sichern, was, wenn auch mit erheblichen Kosten dadurch möglich wird, dafs die Sohle durch Herstellung einer Betonschichte oder eines auf einem Schwellroste befestigten Bodenbelages aus Dielen und die Seitenwände durch Beschlachtungen, Ufermauern, — im günstigsten Falle — durch Flechtzäune und Faschinenbauten gesichert werden.

Die erste Erwägung bei Bestimmung eines Wasserlaufes gilt somit der für denselben zu wählenden Geschwindigkeit. Je nach dem Rauhigkeitskoeffizienten des Materials ergibt sich für einen Oberwasserkanal praktisch eine mittlere solche von 0,3—0,9 m pro Sekunde. Dabei bezeichnet die mittlere Geschwindigkeit nicht etwa den Lauf des Wassers im Stromstriche, in dessen Mitte die gröfste Geschwindigkeit auftritt, sondern den Durchschnitt aus den verschiedenen Geschwindigkeiten, welche im letzteren, sowie an den beiden Ufern und bei zunehmender Tiefe beobachtet werden.

Soll z. B. lockerer Kies in der Sohle eines Kanals nicht in Bewegung geraten, so darf die Wassergeschwin digkeit über dieser Sohle 0,75 m pro Sekunde nicht überschreiten. Hierbei wird die der Gefällsberechnung zugrunde zu legende mittlere Wassergeschwindigkeit angenähert um ¹/₃ grölser, somit 1,0 m pro Sekunde. Es wird daher in der Regel nötig werden, die Wassergeschwindigkeit als gegeben vorauszusetzen und alsdann zu berechnen, welches Gefälle erforderlich wird, um dem Wasser die gewünschte Geschwindigkeit zu verleihen.

Es ist bereits erörtert worden, dafs letztere von dem Rauhigkeitskoeffizienten und dem Verhältnisse des benetzten Umfanges zur Wasserquerschnittsfläche abhängt.

4. Ermittelung der Wassermengen und die hierzu dienenden Methoden.

Ehe jedoch an eine derartige Berechnung geschritten werden kann, ist es vor allem nötig, die Wassermenge zu wissen, welche in der Sekunde den Kanal zu durchfliefsen hat, ebenso das Gefälle, welches für die Ausnutzung einer Wasserkraft zur Verfügung steht. Sehr häufig ist beides erst zu ermitteln.

Die Berechnung der in einem gröfseren Flusse sekundlich abgeführten Wassermenge ist deshalb schwierig und unzuverlässig, weil der Wasserstand der Flüsse ein stetig schwankender ist. Es ist in solchen Fällen rätlich, bei Behörden oder Personen, welche ständig mit der Beobachtung der verschiedenen Wasserstände zu tun haben, Erkundigungen über den geringsten, mittleren und höchsten Wasserstand einzuziehen.

Fast ausnahmslos wird eine Turbinenanlage für den mittleren Wasserstand eines kleineren Flusses berechnet. Aus Strömen wird meist nur ein Teil des Wassers entnommen. Entspricht der Wasserstand an jenem Tage, an welchem eine Wassermessung vorgenommen werden soll, nicht dem mittleren solchen, so ist, wenn irgend möglich, die Differenz zwischen dem gerade gegebenen und dem, einem Mittelwasser entsprechenden Wasserspiegel festzustellen.

Ist eine Wehranlage mit Schützenzügen, an welchen das Wasser direkt gemessen werden kann, nicht vorhanden, so ist die Wassermenge durch Aufnahme von Querprofilen zu bestimmen, welche sich von einem Ufer zum andern erstrecken. Die Höhe des Wasserspiegels ist bei jedem Querprofile durch das Nivellierinstrument zu bestimmen und kann alsdann die Tiefe der Flufssohle durch Peilung festgesetzt werden, während die Entfernung der Brechungspunkte einzumessen ist, so dafs die Querprofile aufgetragen und berechnet werden können. Dabei ist der ermittelte Normalwasserstand für Mittelwasser einzutragen und die Quadratfläche der Querprofile für diesen zu berechnen. Die aus 3 oder mehr Querprofilen sich ergebende Durchschnittsfläche entspricht dem mittleren Flufsprofile an dieser Stelle und dient zur Berechnung der Wassermenge, welche sich aus der mittleren Geschwindigkeit mal der Querschnittsfläche ergibt. Dabei ist das Konstantbleiben des Wassers durch Pegelbeobachtung oder wiederholte Messung der Wasserspiegelhöhe zu kontrollieren. Die Wassergeschwindigkeit wird am besten mittels des Wolt mann sehen Flügelmessers bestimmt, dessen Umdrehungszahl für eine bestimmte Geschwindigkeit v ermittelt sein mufs und als Konstante für die verschiedenen zu messenden Geschwindigkeiten dient. Festzustellen ist bei jedem Profile mindestens die Geschwindigkeit in der Mitte des Stromstriches, jene an den Ufern, ferner an den gleichen Stellen die Sohlengeschwindigkeit. Der Durchschnitt aus sämtlichen Geschwindigkeitsmessungen ist alsdann die mittlere Wassergeschwindigkeit v, welche, mit der mittleren Querschnittsfläche multipliziert, die sekundliche Wassermenge angibt.

Eine derartige Messung ist selbstredend nur da hinreichend, wo es sich um einen nicht zu grofsen und ziemlich regelmäfsigen Wasserlauf handelt. Andernfalls ist systematisch eine ganze Reihe von Punkten z. B. in Abständen von ca. 5 m und in verschiedenen Tiefen zu untersuchen bzw. die Geschwindigkeit zu messen. Es empfiehlt sich, als erste Messung die Höhe von 0,1 m unter dem Wasserspiegel zu wählen, dann 0,4 m und endlich 0,5 m und in diesen Abständen gleichmäfsig bis zur Sohle die Messungen fortzusetzen. Jede einzelne Messung ist dreimal vorzunehmen und der Durchschnitt als mittlere Geschwindigkeit zu verzeichnen. Man trägt vorteilhaft das Querprofil des Flusses auf Millimeterpapier auf und verzeichnet in demselben die einzelnen Geschwindigkeitsmessungen, deren Dauer auf 100 Sekunden bemessen wird. Die Messungen an der Sohle sind tunlichst nahe über dieser vorzunehmen. Die Höhe des Wasserstandes ist in jeder Zone der Vertikalmessung durch Pegelbeobachtung und Peilung zu registrieren. Die Berechnung der Wassermengen erfolgt unter Zugrundelegung der in jeder Höhenzone ermittelten Geschwindigkeit aus den erwähnten nötigen drei Messungen während je 100 Sekunden. Das nachstehende Schema macht die systematische Geschwindigkeitsmessung und Berechnung der Wassergeschwindigkeiten ersichtlich.

L-

/il    v

I--

S-A—

CS

•iit,

Ja

ci

Fig. 1.

Die Querschnittsberechnung erfolgt für das Profil A von oben nach abwärts durch Berechnung des mittleren Profils aus zwei von oben nach unten sich aneinander reihenden Profilen, die Wassermengenberechnung durch Einsetzung der mittleren Wassergeschwindigkeit zwischen diesen beiden Profilen und zwar wird mit letzterer das Durchschnittsprofil aus 1 und 2, dann aus 2 und 3, 3 und 4 etc. multipliziert. Alsdann wird in gleicher Weise Profil b, dann Profil c etc. berechnet, bis die ganze Flufsbreite erreicht ist, womit auch die Gesamtwassermenge ermittelt ist. Der Flügelradmesser ist bei gröfseren Geschwindigkeitsmessungen wiederholt durch Kontrolle mittels eines zweiten Instrumentes auf seinen richtigen Gang zu prüfen.

5. Bestimmung der mittleren Wassergeschwindigkeit aus jener im Stromstriche.

Steht ein Woltmannscher Flügelmesser nicht zur Verfügung, so kann die Geschwindigkeit im Stromstriche dadurch annähernd bestimmt werden, dafs an einer tunlichst geraden Flufsstreckenstelle eine bestimmte Länge abgemessen und markiert wird. Eine verkorkte Flasche oder sonst ein geeigneter Schwimmer wird an der oberen Markierung der gemessenen Länge zu einer bestimmten Sekunde in die Mitte des Stromstriches gelegt und mit der Uhr beobachtet, wie lange der Schwimmer braucht, um die abgemessene Strecke zu durchschwimmen. Der Versuch ist mehrere Male zu wiederholen und die durchschnittliche Zeit hieraus zu ermitteln. Die mittlere Wassergeschwindigkeit erhält man alsdann nach der Formel von Bazin:

fcöitfc

1 4- 14

In dieser Formel bezeichnet v₀ die ermittelte Geschwindigkeit im Stromstriche ; a und ß die Rauhigkeitskoeffizienten und zwar wird:

I.    für sehr ebene Wände (glatter

Putz und gehobeltes Holz) .    .

II.    ebene Wände (Hausteine, un

gehobelte Bohlen) unverputzter Beton..........

III.    wenig ebene Wände (Bruchsteinmauerwerk)........

IV.    Erdwände........

V. Gerolle und Geschiebe .    .    .

0,00015    0,0000045

0,00019 ! 0,0000133

0,00024    0,000060

0,00028    0,000350

0,00040    0,00070

für eine gröfsere

Die Bazin sehen Werte von

Reihe von hydraulischen Radien sind in unten aufgeführter Tabelle ersichtlich gemacht.

Tabelle 1.

Der hydraulische    •

Radius oder R = 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,00 2,00 3,00 6,00

- für den Fall I

v₀

» II » III

iO    e<5    O    <M    t—

00    00    CO    C—^    CD

<D    CD    <D    CD    CD

lO    CO    o    ^    »o

CC    CO^    Cß    l>    o

CD    <D    CD    <D    CD

»ro    w    ffl    o    m

oo    oo    c-

CD    CD    Q~    O*    CD

io    eo    oo    oo    «

00    CO

CD    CD    CD    CD    CD

io    oi    r-    io    oo

CO    00    CO    »Q

CD    O"    O"    O    O

ta    oi    cd    h    co

oo_    oo

cP    CD    CD    CD    CD

O CT IQ 00    0p_

cP    cP    CD    CD    CD

O O    O    JD    CD

CS    “go    “OO    'bo

CC if.    K    M    Qi

JD JD    CD    CD    CD

“-j    GO    “OO    GO

M ^    H    » _pi

© CD    CD    CD    CD

Li “-j    'cc    “cc    “oo

rfa. 00    InP    o»

CD CD    CD    cd    CD

'oo    'cc    "bo ■ bo

ö) o    to    m

Der hydraulische Radius (R) ist, wie bereits erwähnt, gleich F

dem Quotienten -jj- oder der Querschnittsfläche, geteilt durch den

benetzten Umfang. Letzterer wird entweder durch direkte Messung ermittelt oder aus den aufgenommenen Querprofilen abgegriffen.

Die genaue Berechnung von U bei gegebenen regel-mäfsigen Böschungen ist in Tabelle 3 Kol. 8 Seite 15 ersichtlich gemacht und durch eingehende Erklärungen erläutert. Die Querschnittsfläche F ergibt sich durch die Berechnung der Grölse des aufgenommenen mittleren Querprofiles.

-n.    Wässers piege!

iFFiT

Fig. 2.

Der benetzte Umfang Z7 = a b -J- c.

(>. Wassermessungen durch Ausflufsöffnungen oder Überfälle etc.

Läfst sich das Wasser mittels einer vorhandenen oder einzubauenden Ausflufsöffnung messen, so dient zur Berechnung der Abflufsmenge über einen rechteckigen Überfall mit scharfer Überfallkante, wenn eine seitliche Wasserkon-

6. Wassermessungen durch AusflufsöfEnungen oder Überfälle. 11

traktion durch einen trichterförmig verbreiterten hin lauf zum Gerinne vermieden ist und dieses die gleiche Breite als der Überfall besitzt, die Formel von Bazin:

Q — mb h y 2 gh,

wobei Q die Wassermenge, b die Breite des Überfalles, h die Druckhöhe und g die Beschleunigung beim freien Fall, oder 9,81 ist. m bestimmt sich aus der Formel:

« = 0,425 + 0,212

in welcher w die Wehrhöhe bedeutet. Bei einer derartigen Anordnung ist jedoch abzuwarten, bis sich der durch den Einbau des Überfalles entstehende Stau verlaufen hat, so dafs die Druckhöhe h erst nach diesem Zeitpunkte gemessen werden darf.

Erfolgt die Wassermessung durch Ziehen einer Schütze unter Wasser, wobei die Schütze so lange zu regulieren ist, bis der Oberwasserspiegel konstant bleibt, so wird die

Wassermenge Q angenähert = f.i A ] 2 g h, wobei A-die Querschnittsfläche der Ausflufsöffnung, g wiederum 9,81 und h die Höhendifferenz zwischen Ober- und Unterwasserspiegel bedeutet, /x wird bei scharfkantiger nach aufsen abgeschrägter Kante der Ausflufsöffnung = 0,615. Vorausgesetzt ist dabei, dafs das obere und untere Gerinne gleich breit sind.

An Stelle der von Bazin aufgestellten Formel für Wassermessungen an Überfällen wird häufig die Formel von

ICO

E y t e 1 w e i n angewendet, nämlich Q = - - /t b h]/2 g h, wobei

fx =0,41, b = ein Drittel der Breite des Gerinnes und

O

h die Differenz zwischen Ober- und Unterwasserspiegel ist. Die Messung von h darf nicht direkt am Überfalle selbst vorgenommen werden, woselbst das Wasser sich infolge der Erdbeschleunigung beim freien Fall bereits absenkt, sondern 1—3 m oberhalb des Überfalles. Die für letzteren erforderliche scharfe Kante mufs dabei nach innen gerichtet sein.

Die genauere Formel für den gleichen Fall ist nach dem Handbuche der Ingenieur-Wissenschaft jene von Borne m a n n, nach welcher

|o,54593

ii y/₂'

Q = bh'j 2 gh — 0,091893 (

wird, wobei die Geschwindigkeit des Wassers bei seiner Ankunft

dieselbe in Rechnung gezogen, so ergibt sich ein noch schärferes Resultat und lautet die Formel:

vor

dem Überfalle vernachlässigt ist.

Wird

Q = b hfl g [h -f    (o, 640 204

h y/2

— 0,286 217

In beiden Formeln bezeichnet b die Breite des Überfalles, dessen obere Kante a gegen die Unterwasserseite zu abgeschrägt ist, h die Höhe des zur Ruhe gekommenen Oberwasserspiegels über der Kante a und H die Tiefe des Wasserstandes 1—3 m oberhalb des Überfalles, v ist in der zweiten Formel die Geschwindigkeit des ankommenden Wassers.

Fig. 3.

Siehe nebige Skizze und vgl. Tabelle III im Anhänge.

7. Vorarbeiten für die Kanalbestimmung und Ermittelung der Stauweite lur Wehranlagen.

Ist nach einer der vorbezeichneten Methoden die Wassermenge bestimmt, so wird das Gefälle des Flusses von jenem Punkte aus, an welchem die Abzweigung des Kanals gedacht ist, bis dahin, wo der Unterwasserkanal münden soll, mittels esd Nivellierinstrumentes gemessen. Ist der Einbau eines Wehres geplant, so sind flufsaufwärts vom gedachten Wehre

8. Die Wassergeschwindigkeit in Kanälen.

13

Querprofile aufzunehmen, welche ersehen lassen, ob der Aufstau bei Hochwasser die Herstellung von Dämmen zum Schutze der angrenzenden Grundstücke nötig macht. Die Länge des Staues, welche die Entfernung des letzten Querprofiles oberhalb des Wehres bestimmt, berechnet sich nach

der einfachen Formel L =

(nach Direktor Pfarr in

Heidenheim), in welcher h die Stauhöhe und i das im Flusse oberhalb des Wehres vorhandene Sohlengefälle pro m bedeutet, weshalb auch dieses durch Höhenmessung zu ermitteln ist. Schliefslich mufs noch die vorteilhafteste Kanalachse aufgesucht und eingemessen werden. Die Höhe der einzelnen Achspunkte ist zu bestimmen und bei jedem derselben ein Querprofil aufzunehmen, dessen Breite so bemessen werden soll, dafs etwaige Achsverschiebungen, welche bisweilen schon in Rücksicht auf die Grunderwerbung ein-treten können, ohne ergänzende Neuaufnahmen möglich sind. Für die Zentrale selbst sind ebenfalls Querprofilsaufnahmen erforderlich. Sind diese Vorarbeiten beendigt, so kann an die Bestimmung des Kanalprofils geschritten werden.

8. Die Wassergescliwindigkeit in Kanälen.

_0,67i

38. Schlußbemerkungen zu Teil I Wasserkraftanlagen.

55. Künstliche Wasserhebung.

67. Hydraulische Widder.

72. Das Material für das Stadtrohrnetz.

Tabelle III.

187489 81182737 20,8087 188356 81746504 20,8327 18

Erklärungen.

j-t,

8. Die Wassergescliwindigkeit in Kanälen.

Als allgemeine Norm für die in einem Kanale zulässige mittlere Geschwindigkeit kann nachstehende Tabelle gelten:

Tabelle 2.

pro Sekunde = 0,076 m 0,152 0,305 0,609

CO

Erde und Lehm......

fetten Ton........

Sand..........

Kies (rollig) .......

Kies mit dazwischen gelagertem

Sand.........

grölsere Kieselsteine .    .    .    .

Holz..........

kantige Steine ......

Schiefer und Konglomerate .    .

für geschichtete Felsen.....

pro Sekunde v 1,84

2,5—3,05 »

» harte, geschlossene Felsen und Beton.........

9. Bestimmung des Kanalprofiles.

Ist für den Kanal auf Grund obiger Angaben eine Geschwindigkeit v festgesetzt, so wird zunächst die erforderliche Querschnittsfläche für das gegebene Wa^serquantum Q

Q

aus der Formel — gesucht. Alsdann wählt man einen für

das vorhandene Material entsprechenden Böschungswinkel.

Ist der Kanal gemauert oder betoniert, so wird am vorteilhaftesten die innere Wandung senkrecht gehalten und der Anlauf auf die Erdseite gelegt. Der Böschungswinkel ist alsdann 90°.

Wird der Kanal aus festem Material ausgebrochen, so wählt man zweckmäfsig einen Böschungswinkel von 60° bzw. 45°.

Bei einem Boden, welcher noch mit Pickel und Schaufel zu lösen ist, kann die Böschung ö/₄ malig bzw. lJ/₂ malig gewählt werden und ergibt sich für erstere ein Böschungswinkel von 38° 40', für letztere von 33° 41'. Es ist jedoch dabei, wie erwähnt, im Auge zu behalten, dafs das Wasser nur eine solche Geschwindigkeit erhalten darf, welche das Material nicht anzugreifen vermag.

Nachstehende Tabelle gibt einen vorzüglichen Behelf zur Bestimmung eines günstigsten Querprofiles, bei welchem der vom Wasser benetzte Umfang U ein Minimum wird.

Die Tabelle berechnet sich nach den Formeln:

Die Wassertiefe a

=i>

F sin 4

— cos 4,

worin F = 1 zu setzen ist,

--a ctg 4,

a

die obere Breite B — b -(- 2 ctg 4,

2 a

und der benetzte Umfang U = b -J-    ^ -

die absolute Böschung ist a ctg 4.

die untere Breite b =

Tabelle 3.

Bemerkungen

Benetzter

Umfang

il

absolute Böschung a ■ ctg. S

obere

Breite

untere

Breite

Tiefe

Böschungs- Relative Winkel j Böschung ctg. §

Böschungs-

Verhältnis

2,828 F Bescblachtung, Quader- und Betonmauern.

2,632 F Bruchsteinmauerwerk, Pflasterungen und Konglomerate

Ungebundenes Material mit Uferbefestigungen.

Gebundenes (festgelagertes) Material.

2,704 i F 2,895 iv

2,904 \F JUngebundenes Material.

3,144 ^F Lockere Erde, Sand, rolliger Kies etc.

Mauerwerk, Beton oder Eisen.

2,507 i F

1,414 y F

1,755 yF 0,439 i F 2,092 i F 0,740 i F 2,299 ] F 0,885 i F

1,034 ] F 1,272 i F

2,485 jF 2,844 iF

1,596 iF

1,414 ^ F 0,877 ]> 0,613 F 0,529 y F

0,418 Vf

0,300 iF

0,707 i F

0,760 i F

0,740 ]!F

0,708 i F

0,689 i F 0,636 i F

0,798 i F

0,577

1,000

1,250

1,500

2,000

o06

senkrecht

o09

38° 40'

1,75 : 1

1*1 ^14

1:1V₂ ! 33° 41'

26° 34'

1:2

Halbkreis

In der Tabelle wurden die Werte für die allgemein üblichen Böschungen berechnet und berücksichtigt, ebenso das halbkreisförmige Profil, welches als das günstigste zu bezeichnen ist.

Nachdem in vorstehender Tabelle sämtliche Werte auf den Querschnitt F = 1,00 bezogen und berechnet sind, müssen die der Tabelle entnommenen, mit dem Werte ]/ F multipliziert werden. Man verfährt bei Benutzung der Tabelle in nachstehender Weise:

Das Wasserquantum mufs in jedem Falle gegeben sein oder ermittelt werden. Die Geschwindigkeit richtet sich nach der Beschaffenheit des Materials und dem verfügbaren Gefälle.

Der Querschnitt, welcher erforderlich ist, um bei einer gewählten Geschwindigkeit v die gegebene Wassermenge Q zu fördern, ergibt sich aus der Formel — = F.

Ist die — ebenfalls durch die Standfestigkeit des Materials bedingte — Böschungsneigung richtig gewählt, so sucht man in der Tabelle die der letzteren oder dem Böschungswinkel cp entsprechenden Werte auf und multipliziert diese mit dem Wurzelwerte von F. Das so gewonnene Resultat gibt die Dimensionen des gesuchten Querprofils an.

schnittsfläche F —

— 3,0 qm. Der Wurzelwert aus

Ist z. B. eine Wassermenge von 2,25 cbm in einem Kanale fortzuleiten und zwar mit einer mittleren Geschwindigkeit von 0,75 m pro Sekunde, bei welcher Kieselsteine noch ruhend verbleiben und ist als Böschung die Neigung 1 : V/2 oder cp — 33° 41' gewählt, so wird die erforderliche Quer-2,25 0.75

3,0 = 1,732. Die der Tabelle entnommenen Werte sind demnach folgende:

Die Tiefe a = 0,689 X 1,732 = 1,193, die untere Breite b = 0,418 X 1,732 = 0,724, die obere Breite B wird 2,485 X 1,732 = 4,304, und endlich der benetzte Umfang Z7 2,904 X 1,732 = 5,03.

Die absolute Böschung, welche die Länge der Böschungslinie angibt, die bei der ermittelten Tiefe vom Wasser be-

10. Bestimmung des erforderlichen Gefälles.

17

netzt wird, ergibt sich durch die Multiplikation des Wertes 1,034 mit 1,732 — 1,791. Die gefundene Sohlenbreite plus dem zweimaligen obigen Werte ergibt den benetzten Umfang 77. Das so gefundene Profil ist demnach untenstehend skizziert.

Bei Q = 2,25 cbm

v = 0,75 m

B'= 5-03

Wasser = Spiegel

F — 3,00 qm.

Ls

b

Fig. 4.

2.153

10. Bestimmung des für eine gewählte Geschwindigkeit erforderlichen Gefälles.

Zur Bestimmung der Druckhöhe bzw. des Gefälles, welches im vorliegenden Falle erforderlich ist, um dem Wasser die nötige Geschwindigkeit von 0,75 m pro Sekunde zu verleihen, dienen vielfach die Formeln von Darcy-B azin:

h«/m =0,15 |l+0,03-^^»2

Formel 1:

und zwar für Kanäle mit glatter Wandung und Sohle, glattverputztem Zement oder gehobeltem Holz.

Formel 2:

für Kanäle mit ziemlich glatter Wandung, z. B. behauene Steine, ungehobeltes Holz, unverputzter Beton.

Formel 3:

für Kanäle aus Bruchsteinmauerwerk, gepflasterte Kanäle etc.

Formel 4:    h°/₀₀

für Kanäle mit Erdwandung und Sohle.

Kanäle, welche aus Felsen ausgesprengt werden müssen, sind, soweit sie vom Wasser benetzt werden, sauber zu be-

Schlotthauer, Wasserkraftanlagen.

h%o =0,19 il+0,07 B VFvi

h«/„0 = 0,24 |l+0,25^j Bv*

= 0,28 (l + l,25^)

arbeiten oder rauh zu verputzen, so dafs sie unter die Formel 2 bzw. 3 entfallen. Falls die gröfstmöglichste Ausnutzung der Wasserkraft geboten erscheint, kommt glatter Verputz in Anwendung.

Es wurde bereits gezeigt, in welcher Weise der Wert von U aus der Tabelle berechnet werden kann. Das aufgeführte Beispiel ergibt 5,03 ; F ist dabei mit 3,0 qm Querschnittsfläche festgesetzt worden und die Wassermenge Q mit 2,25 cbm.

Verfolgt man das gegebene Beispiel weiter und rechnet für den angenommenen Kanal, der als Erdkanal zu bezeichnen ist, das erforderliche Gefälle, so erhält man alsdann nach Formel 4:

*°/oo = 0.28 (l + 1.25    ) ⁵’⁰³

3,00

■ 0,75 ²

h °/₀₀ = 0,28 X 3,069 X 1,677 X 0,563 = 0,811 m pro Mille. Ist der Kanal nun nicht 1000 m lang, sondern 700, so 0,811 X 700

wird das Gefälle

1000

--- rund 0,57 m.

11. Bestimmung der Wassergeschwindigkeit bei gegebenem Gefälle.

Sehr häufig geht man von der Annahme aus, dafs Oberwasserkanäle ein Gefall von 0,2—0,6 pro Mille erhalten und zwar je nach der Beschaffenheit des Materials.

In diesem Falle wird nicht die Gefällshöhe gesucht, sondern ^die Geschwindigkeit v, mit welcher das Wasser unter der angenommenen solchen das bestimmte Profil durchfliefst.

Dieses v berechnet sich allgemein nach der JFormel v = C / RJ.

In dieser bedeutet C wiederum den Rauhigkeitskoeffizienten. R ist der mehrfach erwähnte hydraulische Profilsfläche benetzter Umfang

Radius =

U und J das Gefälle pro

Meter.

11. Bestimmung der Wassergeschwindigkeit bei gegeb. Gefälle. 19

Die gebräuchlichsten Werte zur Berechnung von C rühren von Ganguillet und Kutter her und sind in der Erfahrungsformel niedergelegt.

0,00155

in

1 + (23 +

0,00155\

Tabelle 4.

Der Rauhigkeitskoeffizient ist dabei im Mittel:

1.    Für Kanäle aus glatt gehobeltem

Holz oder glattem Zementputz .    .

2.    Für Kanäle aus ungehobelten

Bohlen, rauh verputztem sauberem Beton ..........

0,010

100

0,012

83

3.    Für Kanäle aus Quadern, Ziegelsteinen ..........

4.    Für Kanäle aus Bruchsteinen oder

gepflasterte Kanäle......

5.    Für Kanäle aus ungebundenem Material sowie für Bäche und Flüsse

6.    Für Gewässer mit gröberem Geschiebe oder mit Wasserpflanzen .

0,013

0,017

0,025

0,030

t-    05

L—    O

Untersucht man, ob bei obiger Gefällsberechnung der Wert für den Rauhigkeitskoeffizienten und das Verhältnis von Z7 : F in der Formel den Bedingungen der letzt aufgeführten Formel entspricht, so ist der Beweis dadurch erbracht, dafs sich bei Einsetzung des gefundenen Wertes für J = 0,00057 mittels der letzten Formel auch angenähert die verlangte Geschwindigkeit v = 0,75 m pro Sekunde berechnet.

0,00155

0,00057

23 + - +

TT iRJ

v wird demnach =

n

i=(23 +

0,00155

0,00057/

J = 0,00057 F _ 3,0 U ~~ 5,03

= 0,5964

23 + 40 +

0,00155

0,00057

i + (23 +

65,75

0,00155\ 0,025 0,00057/ ]/0,5964 65,75 1 + (25,72 • 0,0323)

y0,5964 • 0,00057

Hierbei ist:

1,381

/0,00034 • 0,01844 = 0,778 m pro Sek.

n und — Tab. 4 Ziff. 5.

fÜ = 0,773.

Aus diesem Schlufsresultate ergibt sich, dafs die der vorausgegangenen Gefällsberechnung zugrunde gelegten Werte richtig sind, da gegenüber der gewollten Geschwindigkeit von 0,75 m pro Sekunde sich eine solche von 0,778 m ergibt. Die entstandene minimale Differenz von rund 3 cm pro Sekunde ist in der Praxis ohne Belang und spricht zugunsten der Anwendung der Gefällsberechnungsformel, da bei der praktischen Ausführung eines Kanals aus Erde bisweilen noch Krümmungen oder nicht völlig exakte Arbeiten erwartet werden müssen, so dafs die Geschwindigkeit schliefs-lich auf 0,75 m sinken wird.

Die einfachere Formel von Ganquillet und Kutter, für kleinere Kanäle ist:

in

wobei m =

100 y^’

1.    bei ganz glatten Flächen

2.    u. 3. bei Zementputz, gehobeltem Holz etc. .    .

4.    rauhen Brettern, sauberen Backsteinen, Quadern etc.

5.    gew. Backsteinmauern..........

6.    Bruchst. Mauerwerk mit gespitzten Steinen .    .

7.    bearbeiteten Bruchsteinen mit schlammiger Sohle 8 älterem, aber pflanzen- u. moosfreiem Mauerwerk

0,12

0,15

0,25

0,35

0,45

0,75

12. Wechsel der Geschwindigkeiten bei verschied. Kanalarten. 21

mit schlammiger Sohle..........

9. bei trapezartigen Profilen in felsigem Boden, Sohle unter 1,5 m breit.........

10.    sehr regelmäfsig und sauber ausgeführter Erdkanal

11.    Erdkanal mit schlammiger oder steiniger Sohle

und wenig Wasserpflanzen über 2 m Breite .    .

12.    rauhere Erdkanäle mit mehr oder weniger Wasserpflanzen

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00—2,50

12. Wechsel der Geschwindigkeiten hei verschiedenen Kanalarten.

Die Berechnung der Geschwindigkeit v wird sehr oft nötig, wenn z. B. ein in ungebundenem Material hergestellter Kanal in einen Betonkanal übergeht, oder umgekehrt, und das Sohlengefäll für beide das gleiche ist.

Bei der bedeutenden Abminderung, welcher der Rauhigkeitskoeffizient bei glattverputzter Sohle und ebensolchen Kanalwänden unterliegt, läfst sich die Querschnittsfläche F oftmals bedeutend verkleinern, wodurch sich die Anlagekosten des Betonkanals vermindern lassen.

Nötig wird jedoch in diesem Falle, dafs der Übergang vom Erd- zum Betonkanale so ausgeführt wird, dafs letzterer sich nur allmählich verengt, damit seitliche Kontraktionen des Wassers vermieden werden.

Ebenso ist der Anschlufs eines Erdkanals an einen Betonkanal so zu gestalten, dafs die Sohle des ersteren so breit ist als die des letzteren, so dafs die Böschungen sich an den erforderlichen Flügelmauern am Ende der Betonkanalstrecke anlehnen.

Wie bedeutend der Unterschied der Wassergeschwindigkeiten zwischen Erd- und Betonkanal ist, besonders wenn letzterer glatt verputzt wird, soll im nachstehenden gezeigt werden.

Dem bisher als Beispiel durchgeführten Kanale aus ungebundenem Material geht als Kanaleinlauf ein Betonkanal voraus. Derselbe verjüngt sich hinter dem Rechen auf die Breite der Einlafsschütze. Die Geschwindigkeit des Wassers darf in der Betonstrecke rund 3 m pro Sekunde betragen.

Die Wassermenge ist wiederum 2,25 cbm, das Gefall mit 0,00057 pro Meter bleibt unverändert. Der Böschungswinkel wird 90°.

<M rH

1,8 qm

Nimmt man zunächst v - 1,25, so wird F =

fF = }^8 = 1,342.

Das Profil wird demnach unter Benutzung der Tabelle 3

Seite 15:

Tiefe a = 0,707 X 1,342 = 0,95, Breite b = 1,414 X 1,342 = 1,90, V = 2,828 X 1,342 = 3,80,

= 0,474,

oder B =

1,80

3,80

fn =

0,689.

Auf Grund dieser Daten wird demnach : 0,00155 0,00057

23 + 100 +

i 4 (²³ +

125,72

0,00155'

0,00057

0,01

0,689

y 0,474 X 0,00057

X 0,01 643 = 1,5 m pro Sekunde

1,373

1,5 X 1,8 = 2,7 (cbm pro Sekunde).

Vorhanden sind 2,25 Sek.-cbm; demnach befördert das von 3 qm auf 1,8 qm verkleinerte Profil des Betonkanals bei gleichem Gefälle bereits mehr Wasser als der Erdkanal, wobei jedoch angenommen ist, dafs Sohle und Wände glatt verputzt sind, weshalb für n der Wert von 0,01 eingesetzt wurde.

Durch wiederholte Versuchsrechnungen kann die erforderliche Querschnittsfläche bzw. Geschwindigkeit genau

ermittelt werden.

Es ist jedoch nicht rätlich, das Profil allzu knapp zu bemessen, da eine Abbröckelung des Betonverputzes, welche meistens schon in kurzer Zeit ein tritt, eine Verlangsamung der Geschwindigkeit und damit einen kleineren Wasser-durchflufs bedingt.

Es hat sich ergeben, dafs bei Anwendung des günstigsten Querprofils die Wassertiefe a für den Erdkanal 1,193 m, für den Betonkanal 0,95 m würde.

13. Kanäle, für welche kein günstigstes Querprofiil etc. 23

Wenn die betonierte Strecke, wie erwähnt, als Kanaleinlauf dem Erdkanale vorausgeht, wird ein Absturz zu letzterem mit rund 25 cm Höhe nötig, nur mufs derselbe noch innerhalb des Betonkanals erfolgen und im darauffolgenden Erdkanal eine Pflasterung vorhanden sein, um Ausspülungen zu vermeiden.

Es wird dieser Fall sehr häufig eintreten, da oftmals die Flüsse eine weit geringere Tiefe haben als die Kanäle, welche alsdann unter einem gleich ungünstigen Querschnittsverhältnisse, wie es die Flüsse häufig besitzen, ein sehr bedeutendes Gefälle erhalten müfsten, um die erforderliche Wassergeschwindigkeit zu erzeugen. Der Kanaleinlauf würde sich in diesem Falle in der Höhe der Flufssohle befinden, dann senkrecht bis zur Sohle des Erdkanals abfallen und hinter den Flügelmauern des Betonkanals in ersteren übergehen.

Eine Erhöhung der Betonsohle über das Sohlengefäll am Ende des Erdkanals vor dem Turbinenhause ist dagegen wegen Stauerzeugung untunlich und zu vermeiden, es sei denn, dafs die Tiefe des Erdkanals gröfser als nötig gewählt wurde, in welchem Falle eine Hebung der Kanalsohle auf die Tiefe des günstigsten Querprofils zulässig ist. Eine auf solche Weise entstehende Stufe schützt den Turbineneinlauf vor Sand, Schlamm etc. und ist daher zu empfehlen. Die Sohlenvertiefung kann auch erst kurz vor dem Turbinenhause beginnen.

13. Kanäle, für welche kein günstigstes (Juerproiil gewählt werden kann.

Es war bisher nur von jenen Querprofilen des Kanals die Rede, bei welchen der benetzte Umfang im Verhältnis zum Wasserquerschnitt ein Minimum ist, da hierbei das geringste Gefälle erforderlich wird.

In einer grofsen Anzahl von Fällen ist es jedoch unmöglich, ein günstigstes Profil zu wählen und mufs alsdann häufig der erhöhte Gefällsverlust in Kauf genommen werden, falls nicht Sohlenbetonage etc. zur Gefällseinsparung vorgezogen wird.

Soll z. ß. das Mittelwasser eines gröfseren Flusses, das 24 cbm beträgt, vollständig einem Kanale zugeführt werden, während das Gefälle nur 3V₂ m ergibt, so würde die Querschnittsfläche bei 0,75 m Geschwindigkeit 33,333 qm bedingen. Der Wurzelwert hieraus ist 5,77. Die Kanaltiefe würde daher bei l¹^maliger Böschung 0,689 X 5.77 = 3,98 m, also tiefer als das vorhandene Gesamtgefälle, so dafs hier das vorteilhafteste Querprofil nicht mehr gewählt werden kann. Die Tabelle 3 ist in solchen Fällen dann nicht mehr anwendbar, ebensowenig z. B. bei Kanaleinläufen, deren Breite sich nach der gegebenen Wassermenge und Tiefe richtet.

Wie in derartigen Fällen zu verfahren ist, wird im nächstfolgenden Absätze erläutert.

14. Kanaleinlauf oberhalb der Weliranlagen.

Allgemeines.

Es ist klar, dafs beim Einbau eines Wehres, welches dazu bestimmt ist, das gesamte niedrigste und Mittelwasser dem Kanale zuzuführen, im Flufslaufe ein Stau eintritt, der dem Wasser die ihm innewohnende Geschwindigkeit ganz oder teilweise nimmt, so dafs eine neue gegen den Kanal zu entstehen mufs. Die Wehrkrone ist deshalb stets so hoch zu bemessen, dafs für Mittelwasser noch eine bestimmte Druckhöhe verbleibt, um dem Wasser die zur Abströmung in den Kanal erforderliche Geschwindigkeit zu erteilen. Das nötige Gefälle ist bekanntlich sehr gering, da der Kanaleinlauf meist kurz oberhalb des Wehres angeordnet ist, so dafs bei der geringen Entfernung des Wehreinlaufes die Reibungswiderstände sehr klein werden.

Liegt z. B. die Wehrkrone auf Mittelwasser, so ist nicht nur das gesamte solche zur Abführung in den Kanal zur Verfügung, sondern es ist auch möglich, mit einem beliebigen Gefälle und einer dem Material entsprechenden Geschwindigkeit dasselbe zum Abflufs in den Kanal zu bringen.

Die Art der Ableitung des Kanalwassers richtet sich nach der Wassermenge, dem Gefälle und der Wassergeschwindigkeit.

Die seitliche Kontraktion ist dadurch unschädlich zu machen, dafs der Einlauf trichterförmig verbreitert wird.

Die Sohle wird am Beginne des Kanals häufig höher zu legen sein als die Flufssohle, da sonst Sinkstoffe, Kies, Sand und Gerolle in den Kanal mitgerissen werden. (Vergl. auch allgem. Bemerk. Seite: 42).

Denkt man sich am Wehr eine Flufstiefe von 1,2 m bei Mittelwasser und die Kanaleinlaufsohle aus dem angegebenen Grunde um 0,5 m höher liegend, so bleibt an jener Stelle, woselbst der Kanal in das Gefälle übergeführt wird, das ist am Brechungspunkte der Sohle, eine Wassertiefe von 0,7 m übrig. Diese Höhe darf jedoch nicht ganz erreicht werden, da zum Abflüsse vom Wehr in den Kanal ein geringes Gefall im Wasserspiegel erforderlich ist, indem sonst nur ein Teil des Wassers in den Kanal fliefsen, der übrige jedoch beim Wehr überfallen würde, wenn die Geschwindigkeit des ankommenden Wassers = 0 angenommen wird. Es ist daher dasjenige Querprofil am trichterförmigen Einlaufe, welches den kleinsten Querschnitt besitzt, der Berechnung zugrunde zu legen und Breite sowohl als Geschwindigkeit so zu wählen, dafs das Wasser an dieser Stelle die Tiefe von 70 cm nicht ganz erreicht. Im Flusse sind 24 cbm als Mittelwasser angenommen.

Nimmt man eine Geschwindigkeit von 1,5 m an, so wird die Querschnittsfläche F = 24 :1,5 = 16 qm und ist bei einer Wassertiefe von 68 cm die Kanalbreite an der engsten Stelle 16 : 0,68 = rund 23,1 m. Der Kanal selbst soll von dieser bis zu den Schützen ein Sohlengefälle erhalten, welches der Geschwindigkeit von 1,5 m entspricht.

Die Länge dieser Strecke sei z. B. 20 m.

h%₀ wird nach Formel 1 Seite 17 = 0,15 ||l —j— 0,03 ^ j ^

Tiefe

ü = 2 X 0,68 -f 23,1 = 24,460 F = 16 qm

77

24,46

F 16

= rund 1,53

h %o daher = 0,15 (1 -f 0,03 X 1=53) 1,53 X 1,5² = 0,54 °/₀₀

oder auf 20 m Länge

— 0,01 m.

20 X 0,54 1000

Dieses minimale Gefälle genügt also, um die Geschwindigkeit von 1,5 m pro Sekunde zu erzeugen unter der Voraussetzung, dafs Sohle und Wände glatt verputzt sind.

Für unverputzten Beton wird h o/oo = 0,24 (1+ 0,25 X 1,53) X 1,53 X 2,25 = 0,92 o/00 oder 1,84 = rund 2 cm.

In Anbetracht des geringfügigen Mehrverlustes am Gefälle von 1 cm kann daher der teuere glatte Verputz in Wegfall gelangen.

Es wurde eine Wassertiefe von 0,68 m in der Kanalstrecke angenommen, so dafs in der gesamten Strecke vom Kanaleinlauf bis zum Wehr das Gefälle von 2 cm gegeben ist, um dem Wasser die Anfangsgeschwindigkeit zum Kanale zu verleihen. Die Geschwindigkeit wird bei Mittelwasser jedoch eine gröfsere werden, da bei dem vom Flusse zum Kanal abströmenden Wasser die Sohlenreibung vollständig in Wegfall gelangt, indem durch Erhöhung der Kanalsohle vor dem Einlauf in der Tiefe von ca. 0,5 m sich stehendes gestautes Wasser befindet, über welchem das abströmende hinweggleitet. Es wird daher das Wasser im Kanal durch das mit erhöhter Geschwindigkeit nachdrängende eine Beschleunigung erfahren, welche dadurch vermindert werden kann, dafs die Einlafsschützen gedrosselt werden, im übrigen jedoch der Wasserzuführung dienlich ist, zudem als Beton eine Wassergeschwindigkeit bis zu 3,05 m erträgt und bei Niederwasser die Geschwindigkeit kleiner wird, so dafs das gewählte Kanalprofil, wie auch das Gefälle als richtig belassen werden kann.

15. Übergang zum Erdkanal.

Ist zum Übergang in einen Erdkanal, dessen Wassertiefe, wie erwähnt, vorteilhaft gröfser gewählt wird, ein Absturz hinter den Schützen vorgesehen, so kann das Sohlengefälle bis dorthin reduziert, bzw. ganz fallen gelassen werden, da die Absenkungskurve, welche sich vom Wehr bis zur

Absturzstelle ergibt, hinreichend Gefall erzeugt. Die Einlaufbreite wird so grofs gewählt, dafs vor den Schützen noch der grobe Rechen mit einer solchen Länge eingebaut werden kann, dafs kein Stau entsteht. Man wird daher vorteilhaft denselben nahe an den trichterförmig sich verbreiternden Flügeln einbauen oder schräg stellen, so dafs die Länge desselben eine gröfsere wird. Es ist jedoch in letzterem Falle darauf zu achten, dafs die Rechenstäbe mit ihrer schmalen Seite in der Richtung des Wasserlaufes eingebaut werden. Die Projektierung des Rechens direkt vor den Schützenzügen hat den Vorteil, dafs ein eigener Rechensteg erspart wird und die Bedienung erleichtert ist. Der durch einen Rechen erzeugte Stau kann durch Verbreiterung des normalen Gerinnes um ca. ¹/₃ unschädlich gemacht werden, was meist durch die erwähnte Schrägstellung des Rechens möglich wird.

Es wurde also eine geringste Breite von 23,1 m für den Einlauf gefunden. Trifft die Schützenanlage an die engste Stelle, so sind diese 23,1 m noch zu wenig, da alsdann die Pfeiler für die Befestigung der Schützen dem freien Wasser-durchflufs hinderlich sind.

Bei 6 Schützen zu je 4,5 m Breite werden 5 Pfeiler mit flufsaufwärts spitz anlaufenden Vorköpfen erforderlich, wenn nicht Eisenkonstruktion vorgesehen wird. Im ersteren Falle müfste die Kanalbreite bei den Schützen ca. 28 m betragen, wobei die Pfeiler mit 0,9 Breite gedacht sind. Die Entfernung zwischen den zurückbiegenden Flügeln am Kanaleinlaufe würde dann 30—35 m werden. Bei Eisenkonstruktion für den Bau der Schützenzüge mindert sich die Breite, ist jedoch so grofs zu wählen, dafs das freie Durchflufsprofil für das Wasser noch gröfser ist als 23,1 m, da seitliche Kontraktionen eintreten.

Soll der Betonkanal in einen tieferen Erdkanal übergehen , so ist der bereits erwähnte Absturz hinter der Schützenanlage herzustellen, der Kanal in Beton so weit fortzuführen, bis das Wasser sich beruhigt und eine gleich -mäfsige Strömung angenommen hat, welche das Erdreich nicht mehr angreift. Der Erdkanal erhält 2,0 m Tiefe,

l + roaüge Böschung und soll die mittlere Wassergeschwindigkeit — 0,75 m pro Sekunde betragen. Die Wassermenge von 24 cbm erfordert für diese Geschwindigkeit ein Quer-24

profil von

= 32 qm. Bei 2,0 m Tiefe wird die mittlere

0,75

Breite des Trapezes 16,0 m, die untere oder Sohlenbreite des Kanales 16 — 3 = 13 m, die Breite des Wasserspiegels 19,0 m. Es mufs demnach der Betonkanal hinter dem Absturze eine geringere Breite erhalten, als die Sohle des Erdkanales mit 13,0 m, so dafs das Profil des Betonkanales sich von 23,1 auf ca. 12 m verjüngt. Die Tiefe des letzteren ist für 2,0 m Wasserstand bemessen, die Seitenwände sind senkrecht, demnach wird:

U = 12,5 + 2X2 = 16,5,

F = 12,5 X 2

Um 24 cbm Wasser in 25 qm Querschnittsfläche zu fördern, ist eine Geschwindigkeit von 0,9 m pro Sekunde erforderlich.

= 25 qm.

Das hierzu nötige Gefall ist für unverputzten Beton (Formel 2 Seite 17):

Ä%₀ = 0,19( 1 +0,25 X ₂₅

16,5\ 16,5

₂₅ 0,9 = 0,12.

Ist die Betonkanalstrecke 20,0 m lang, so wird das erforderliche Gefall = 0,0024.

Die erste Strecke des Erdkanales ist auf ca. 10 m Länge rauh zu pflastern, da die Geschwindigkeit von 0,9 m noch etwas zu grofs ist. Eine Pflasterung ist jedoch bei jedem Übergange vom Beton- zum Erdkanale vorzusehen.

Das Gefall für den Erdkanal bestimmt sich wie folgt:

Die Länge der vom Wasser benetzten Böschungslinien + der Sohlenbreite = U ist bei D/2 maliger Böschung (<jp = 33°41') nach der Formel:

u = 6+ 5ïT(ÿ = 13)0 +

13 + 20    „

- 2 _ 20,2 ~ 33,0

4,00

0,55 436

= 20,2

= 33 qm

= 0,6424 = R

für Erdkanal nach Formel 4 Seite 17 ist

h %₀ = 0,28 (1 -I- 1,25 • 0,6424) 0,6424 ■ 0,75², h °/₀₀ = 0,18 oder aufgerundet 0,2.

Für eine Kanallänge von 1200 m ergibt sich somit ein Gefällsverlust von 24 cm.

Der gesamte solche für das aufgeführte Beispiel ist demnach:

0,02 Einlauf,

0,0024 hinter den Schützen, f- 0,240 Erdkanal 0,262 oder rund 0,27 m.

Das verbrauchte Gefälle wird demnach, wie berechnet, 0,27 m für den Oberwasserkanal.

16. Unterwasserkamile.

a) Allgemeines.

Der Unterwasserkanal wird gewöhnlich möglichst kurz gehalten, da bei dessen Aushebung meist Wasserzudrang und erhöhte Kosten zu gewärtigen sind. Ausnahmen sind selbstverständlich da gegeben, wo die Zentrale in der Nähe der Kanalmündung im Überschwemmungsgebiete liegen würde, oder bereits vorhandene Terrainfurchen den Aushub zu einem geringen machen etc.

Wasserspiegel ₁

OO

Sohle des Unterwassergrabens.

Fig. 5.

Die Sohle des Unterwasserkanales wird, um mittelst der Saugrohre der Turbinen das Gefall auch beim niedrigsten Wasserstande des Flusses ausnutzen zu können, sehr häufig horizontal gehalten. Dagegen ist darauf Bedacht zu nehmen, dafs bei Mittelwasser ein entsprechendes Gefall im Wasserspiegel vorhanden ist, welches dem Unterwasser raschen Abzug verleiht und vor Rückstau schützt.

In obiger Skizze ist die Anordnung der horizontalen Unterwasserkanalsohle ersichtlich gemacht. Die Erdarbeiten werden etwas teuerer, dagegen wird die Wassergeschwindigkeit eine gröfsere, da die Reibung an der Sohle nahezu in Wegfall gelangt und das Gefall in den Wasserspiegel gelegt ist. Die Wassertiefe beim Auslaufe aus der Turbinenkammer ist dementsprechend zu wählen.

b) Wassergeschwindigkeit in Unterwasserkanälen.

Die Wassergeschwindigkeit im Unterwasserkanale wird gröfser gewählt als jene im Oberwasserkanale und bedürfen daher die Unterwasserkanäle häufig einer Sohlen- und Böschungssicherung, weshalb sie bei grofser Länge, wie erwähnt, teuer werden. Die Mündung dieser Kanäle in den Flufs ist stets spitzwinklig anzuordnen, das zwischen der Mündung entstehende Dreieck gegen Wasserdurchbruch zu sichern.

Um eine natürliche Absenkung des Wasserspiegels vor der Kanalmündung und dadurch erhöhtes Gefall im Wasserspiegel zu erzeugen, wird der Kanal vor seinem Einlaufe häufig allmälich verbreitert.

c) Querschnittsflächje.

Die Festsetzung des Kanalprofiles erfolgt in gleicher Weise, wie bei der Berechnung des Oberwasserkanales gezeigt wurde, wobei entweder eine Wassergeschwindigkeit v von

Es ist dabei vorteilhaft, die Wassertiefe nach Tabelle 3 für ein günstigstes Querprofil zu wählen, so dafs sie meistens gröfser wird als jene im Flusse, wodurch bei Hochwässern der Rückstau etwas vermindert wird.

1,2 bis 1,5 m angenommen wird, oder ein Gefall von 1 bis 2°/oo für den Wasserspiegel, welches Gefall bei Mittelwasser dann erzielt wird, wenn das Profil unter Zugrundelegung des Reibungskoeffizienten des Materiales richtig berechnet wurde.

Bei Niederwasser im Flusse wird alsdann der Abflufs ein sehr rascher, da ein bedeutendes Gefall im Wasserspiegel vorhanden ist.

Unter Berücksichtigung der erwähnten Gefälls- und Geschwindigkeitsverhältnisse ist zu beachten, dafs bei un-gebundenem Materiale Böschungs- und Sohlensicherungen vorzusehen sind. (Vgl. Tabelle 2 Seite 13.)

17. Wehranlagen.

Festlegung der Einbaustelle.

Im folgenden wird über die Anlage von Wehren das Nötigste beigefügt. Es wurde bei Schilderung der Vorarbeiten, welche einem Projekte über eine Wasserkraftanlage vorauszugehen haben, bereits erwähnt, dafs an der Wehrstelle ein Querprofil aufzunehmen ist, weiter oberhalb ein zweites, bzw. drittes und mehr, je nachdem der Stau sich weit oberhalb des Flufsbettes geltend macht.

Flüsse, deren kleinere Hochwässer bereits das Ufer überschreiten, eignen sich nur wenig zur Anlage von Stauwehren, und sind in solchen Fällen lange Hochwasserdämme erforderlich, welche das Gelände oberhalb des Wehres davor schützen müssen, dafs die bisher bei einem gewissen Pegelstande unterhalb des Wehres hochwasserfrei gebliebenen Grundstücke nach Herstellung desselben bei gleicher Pegelhöhe nicht überflutet werden.

Es mufs also darauf Bedacht genommen werden, dafs durch den Wehreinbau bei Hochwasser kein schädlicher Stau entsteht.

Flüsse mit hohen Ufern sind zu Wehrbauten besonders geeignet. Soll aber der Stau bei einer Wehranlage auf das zulässige Minimum beschränkt bleiben, so wird vor allem nötig, dafs

a)    das Wehr an einer möglichst breiten Stelle des Flusses projektiert wird, so dafs nach Einbau der Pfeiler für die Schützen etc. das Durchflufsprofil, wenn irgend möglich, nicht kleiner wird, als eine oberhalb des Wehres gelegene Flufsstrecke mit gleichem Gefall und gleichem Rauigkeitskoeffizienten;

b)    die Höhe der Wehrkrone so bemessen wird, dafs bei Mittelwasser und geschlossenen Schützen zum Einlaufkanal keine Überflutung von Grundstücken stattfindet, und ist dabei auch darauf Rücksicht zu nehmen, dafs durch den Aufstau seitlich mündende Zuflüsse und Quellen nicht so zurückgestaut werden, dafs Sümpfe und Überflutungen entstehen, bzw. bei kiesigem Untergründe sog. Druckwasser in tief liegenden Grundstücken zum Vorschein kommt;

c) dafs bei Hochwasser die zufliefsende Wassermenge wenn möglich mit der gleichen Geschwindigkeit, welche das Wasser früher hatte, zum völligen Abflufs gelangt. Es sei dabei bemerkt, dafs seitens einzelner Behörden als wasserpolizeiliche Aufsichtsorgane über staatliche Flüsse noch die Anforderung gestellt wird, dafs bei Hochwasser die Staudämme so weit auszudehnen sind, als Stau entsteht, wenn das Hochwasser gezwungen ist, über ein Wehr zu fliefsen, dessen Schützen sämtlich geschlossen sind, da die Möglichkeit gegeben ist, dafs das Ziehen dieser Schützen übersehen wird, bei lokalen Wolkenbrüchen nicht rasch genug erfolgen kann, oder durch zufällige Naturereignisse unmöglich wird.

Bemerkungen zu a.

Ist eine von Natur aus breite Flufsstelle zum Wehreinbau nicht vorhanden, so mufs durch Abgrabung der Böschungen des Flusses ober- und unterhalb des Wehres ein trichterförmig verbreitetes Profil geschaffen werden. Die Verbreiterung richtet sich nach der Zahl und Breite der eingebauten Pfeiler, so dafs unter Berücksichtigung der seitlichen Kontraktion, welche das Wasser beim Durchflusse zwischen Pfeilern erleidet, der Wasserspiegel durch Stau nicht erhöht wird. Wird das gesamte Flufswasser, welches bei mittlerem Wasserstand vom Flufse fortgeführt wird, dem Kanale zugeleitet, so entsteht, falls für den Kanaleinlauf eine Wasserabführung gewählt wurde, welche jener im Flusse entspricht, kein Stau. Bei eintretendem Hochwasser dagegen ist bei Einbau eines auf Mittelwasserhöhe berechneten Überfallwehres ein Stau unvermeidlich, da oberhalb des Wehres der Flufs bei zunehmender Wassertiefe eine erhöhte Geschwindigkeit, die, wie geschildert wurde, von dem benetzten Umfange im Verhältnis zum Querschnitte abhängt, erhält. Durch das eingebaute Grundwehr wird die Wassertiefe verkleinert, die Geschwindigkeit des Hochwassers verringert und dadurch ein Anschwellen des

Wasserspiegels oder Stau erzeugt. Soll oder mufs dieser vermieden werden, so ist ein bewegliches Wehr, dessen Unterbau in der Höhe der Flufssohle endet, einzubauen, welches so zu bemessen ist, dafs bei Hochwasser dieses durch Ziehen sämtlicher Schützen ohne Stau abzufliefsen vermag. Ist ein niedriges Grundwehr einzubauen, so ist der Stau nicht bedeutend und wird durch Eindämmung der Ufer schadlos gemacht werden können, ohne dafs erhebliche Kosten erwachsen, da die Dämme weder hoch noch lang werden.

Die Gestalt des Grundwehres ist ebenfalls von Einflufs auf den Stau.

Als Grundwehr bezeichnet man ein unvollkommenes Überfallwehr, dessen Krone bei Mittelwasser noch überspült ist und dazu dient, einen bestimmten Bruchteil des in einem Flusse abströmenden Wassers einem Werkkanale zuzuführen, ein zu starkes Sohlengefälle zu mildern, oder zu Kulturzwecken verwendet zu werden etc.

18. Stauberechnungen bei Wehranlagen.

Die Wassermenge Q, welche bei einer zu berechnenden Stauhöhe h über ein Grandwehr fliefst, bestimmt sich nach der Formel

/«i

b h'j 2 g h -f- /i₂b    2 g h,

Avobei vorausgesetzt ist, dafs die Geschwindigkeit, mit welcher das Wasser vor dem Wehre ankommt, vernachlässigt werden kann, was praktisch betrachtet in den meisten Fällen zulässig ist. Kann das nicht geschehen, so ist die Formel anzuwenden :

Q ²/s f-¹1 fr y 2 g Ti [(h -j- K) ^ — K ^²] -j- f.i 2 b a j/ 2 g } b -K In dieser Formel ist 11*! = 0,57 jn₂ — 0,62, wobei jedoch /li ₂ bis zu 0,82 wächst, wenn das Grundwehr sich nur wenig über die Sohle erhebt.

b = die Wehrbreite in Metern, h die Höhe des gestauten Wasserspiegels über der Krone eines Überfallwehres in Metern oder die Höhe des gestauten Wasserspiegels über dem ungestauten bei einem Grundwehr, a ist in letzterem

Schlotthauer. Wasserkraftanlagen.

Falle die Höhe des ursprünglichen Wasser Spiegels über

und g — 9,81.

/y2

der Wehrkrone in Metern : K endlich =

Für das Überfall wehr wird, falls die Ankunftsgeschwindigkeit des Wassers vor dem Wehre nicht vernachlässigt werden kann, die Formel mafsgebend:

Q = *hni* fïg [(* + £)E%]

Bedingung für diese Formeln ist, dafs schräge Flügelmauern vorhanden sind, somit eine seitliche Kontraktion nicht eintritt.

Nun ist zwar die Wassermenge Q in der Regel bekannt und, wenn das nicht der Fall sein sollte, auf Grund der erwähnten Messungsmethoden zu bestimmen. Es dienen daher diese Formeln indirekt zur Ermittlung der Stauhöhe h.

Soll diese aus den Gleichungen ermittelt werden, so ist K = 0 zu setzen und h zu berechnen. Alsdann berechnet man das zu diesem h gehörige K und aus h und K die Wassermenge Q. Diese wird gröfser sein als die gegebene bzw. bekannte solche. Durch Versuchsrechnen findet man

ein kleineres h, welches mit einem bezüglichen K der Wassermenge Q entspricht.

Für Überfälle mit breiter wagrechter Krone wird die Wasserhöhe e über der Krone = ²/₃ (h -J- K) und die Wassermenge

Q = 0,35 b fz g {h + k)

Wird die Geschwindigkeit des Wassers vor der Ankunft beim Wehr vernachlässigt, so ist damit der Fall gegeben, dafs sich für die Stauberechnung infolge der zu grofs ausfallenden Stauhöhe eine gröfsere Staulänge ergibt und die Staudämme höher werden. Das Resultat wird daher für die Ausführung in finanzieller Hinsicht ungünstiger. Nachdem jedoch seitens der Behörden immer noch Sicherheit für anormale Katastrophenhochwässer verlangt wird, können erhöhte Anforderungen durch diese Stellen dadurch vermieden werden, dafs man freiwillig die meist unbedeutenden Mehrarbeiten auf sich nimmt und darauf hinweist, dafs ohnedies für die Wehranlage die ungünstigsten Annahmen gemacht wurden. Es wird also vorzuziehen sein, für ein Überfallwehr die Formel anzuwenden:

1)    Q — ²/₃ f.i₁b h y 2 g h und für ein Grundwehr

2)    Q — % i b h i ² 9 h + 2 & a / 2 g h .

Ist z. B. ein Überfallwehr 47 m breit und beträgt die Hochwassermenge maximal 280 cbm, so wird aus Formel 1) die Überfallhöhe über Schützenoberkante:

h fhZ

280

Vs ViXbX y 2 9

0,57 X 47 X 4,43

280

= 2,36, 1Ü2 log h = log 2,36

48,5

2,36

log h — log

h — 1,77 Meter.

1,5

19. Berechnung der durch einen Wehreinbau bei Hochwasser verursachten Stauweite.

Ist durch ein solches Überfall wehr, dessen Schützen bei einem Hochwasser von 280 cbm sekundlich nicht gezogen werden, ein Stau von 1,77 m Höhe hervorgerufen, so ist auch dessen Länge zu berechnen, um zu wissen, auf welche Strecke Ufereindämmungen stattzufinden haben. Die Formel

hiezu ist

, worin i das ermittelte Sohlengefäll des Flusses

oberhalb des Wehres pro Meter ist. Hat z. B. ein Flufs

= 0,0025 die

2,5

1000

auf 1000 m 2,5 m Gefall, so ist i =

Staulänge demnach

2 • 1,77

= 1416 m.

In dieser Ent-

0,0025

fernung vom Wehr ist somit der Stau = Null. Während die Staulinie in der Natur eine Parabel bildet, wird dieselbe in der praktischen Ausführung als Horizontale angenommen. Demgemäfs ist die Dammkronenhöhe im Längenprofil der beiden Ufer einzutragen, ebenso sind nach diesen Höhen die Dämme in den Querprofilen einzuzeichnen, deren Krone mindestens 30 cm über das höchste Hochwasser hinauszu-

ragen hat. Die Kronenbreite beträgt je nach der Höhe derselben 1—3 m.

20. Überfälle bei den Wehranlagen.

Um für derartige Wehranlagen bei mäfsig oder vorübergehend steigendem Wasserstande eine zeitraubende Regulierung der Hochwasserschützen des Wehres, die bei etwaigen Unterlassungen zu Beanstandungen führen würde, zu vermeiden und bei Hochwasser die Stauhöhe zu vermindern, wird fast immer oberhalb des Wehres ein auf Mittelwasserhöhe projektierter Überfall angeordnet, dessen Länge so bemessen wird, dafs kleinere Hochwässer schadlos abgeführt werden. Die Sohle des Überfalles erhält soviel Gefall, als für das verwendete Material (Beton) tunlich ist, ohne dafs eine Ausspülung erfolgt und wird dieselbe meist mit einem leicht zu erneuernden Bohlenbelag gegen Beschädigung gesichert. Die über einen solchen Überfall, dessen Krone wagrecht mit etwas abgerundeter Kante hergestellt wird, fallende Wassermenge kann mittels der bereits erwähnten Formel für breite Überfallwehre berechnet werden:

Q = (mbi-2g(h + K)il\

wobei die Überfallhöhe

e = 2/s (k K) ist.

Bei einer derartigen Anlage mit Überfall ist selbstverständlich bei Stauermittlungen die gröfste Hochwassermenge, welche vor dem geschlossenen Wehre ankommt, um jenen Teil zu reduzieren, welchen der Überfall abführt. Wird dieser mittels eines Winkeleisens und schräg abfallender Betonwand so hergestellt, dafs er als Überfallwehr wirkt, so ist bei der Berechnung von h, welche vorausgehend durchgeführt wurde, die Wehrbreite plus der Länge des Überfalles als b in die Formel einzusetzen.

21. Die verschiedenen Wehrarten und deren Formen.

Im Handbuche der Ingenieurwissenschaft ist zur Bestimmung der Wassermenge, welche bei einem Grund wehre über dasselbe abfliefst, ebenfalls vorerwähnte, fast in allen Fällen anwendbare Formel angegeben.

Dieselbe lautet:

Q =    * fig K*i + *)* - ft''¹]

worin ä; = —, d. i. die Geschwindigkeitshöhe in einiger

Entfernung oberhalb des Wehres ist.

Überfall in Wehrform.

Mittelwasser

*__

Fig. 6.

Das letzte Glied vor der eckigen Klammer kann als geringfügig entfallen. Der Koeffizient /< ist von der Form des Wehrkörpers abhängig. Ist die Krone gut abgerundet und die seitliche Einschnürung durch Leitwände aufgehoben, so wird |it = 0,83 oder ²/₃    =

0,55. Bei Wehren mit senk rechter Vorderfläche, ebener Krone mit scharfer Abflufskante (Winkel oder U-Eisen) wird ²/3ltt — 0,45, wenn Flügelwände vorhanden sind. Bei Überfällen mit geringer Breite ohne Flügelwände wird ²/3in = 0,40.

a) Überfall wehr.

jNieoterwässer^ _ ^

(ungestaut)

wm,

Fig. 7.

22. Berechnung der Wehrkronenhöhe, wenn eine bestimmte Stauhöhe vorgeschrieben oder von Natur aus bedingt ist.

Es wurde anfangs erwähnt, dafs bei Wehranlagen eingehende Untersuchungen des Geländes oberhalb des Wehres nötig werden. Zeigt es sich dabei, dafs bei einem bestimmten Stau die Flügeldämme ungewöhnlich hoch und lang würden, oder durch Überstauung von seitlichen Zuflüssen, Quellen etc. Unzukömmlichkeiten entstehen, oder

b) Grundwehr.

^tfietfęrwdś

-X-

--W

___x-

W//////W//////ÆWÀ

Fig. 8.

wird seitens der Behörden nur eine bestimmte Stauhöhe als zulässig erklärt, so ist die Stauhöhe h bzw. hl von selbst gegeben. Man wird also von

der gestatteten solchen auszugehen haben und alsdann aus der verkürzten (Formel 1)

Q = 0,55 h V 2 g {h -f- k)*¹* bestimmen, wrelche Wassermenge bei höchstem Hochwasser über das Wehr abgeführt wird.

Während in dem vorausgehenden Beispiele für h eines Überfallwehres der Wert von 1,77 durch Auflösung der

Grundwehr mit abgerundeter Überfallkante.

Fig. 9.

Formel gefunden wurde, wird einfacher meist umgekehrt verfahren und nach dem Gesagten h als bekannt vorausgesetzt und die Höhe der Wehrkrone unter dem Mittelwasser gesucht. Zu beachten ist, dafs die Höhe der Wehrkrone das Wehr entweder als Überfallwehr oder als Grundwehr qualifiziert und für beide Wehrarten verschiedene Formeln 'anzuwenden sind.

Die Wehrkrone z. B. ragt um a — h— h¹ über den ungestauten Wasserspiegel empor (Fig. a) Der Übergang vom    Überfallwehr    zum    Grundwehr    findet dann statt, wenn

h — h    ¹ =    0    wird.    Da    nun    in    den    meisten Fällen die oben-

verzeichnete Formel 1 angewendet wird und in derselben K als unbedeutend vernachlässigt werden kann, so ergibt sich, dafs bei einer Wehrbreite b und einer Stauhöhe h ein

Überfallwehr entsteht, wenn Q kleiner wird als 0,55 bh\2 gh und ein Grundwehr, wenn Q gröfser wird als 0,55 b h \2 g h

während bei Q = 0,55 b h ^2 g h die Wehrkrone in der Höhe des ungestauten Wasserspiegels liegt, also h — h¹ = 0 ist.

In Anwendung der Formel 1 mit K — 0 gesetzt, erhält man für die Höhe der Wehrkrone über dem ungestauten Wasserspiegel die Formel:

I Q \

\0,55 b~j 2 g)

(Formel 2),

a = h — h¹ = h —

z. B. :

Ein Flufs, welcher bei Niederwasser 7,47 cbm Wasser abführt und 17 qm Querschnittsfläche bei 11,7 m Wasserspiegelbreite hat, soll durch ein festes Wehr von 14,6 m Breite angestaut werden. Es ist nur ein Stau von 73 cm zulässig. Dicht oberhalb des Stauwehres sollen 1,84 cbm auf eine Turbinenanlage geleitet werden, wie hoch ist die Wehrkrone anzulegen?

Q = 7,47 — 1,84 = 5,63 cbm b = 14,6 und h = 0,73 Q wird 0,55 • 14,6 • 4,43 • 0,797 = rund 28 cbm,

demnach gröfser als 0,55 • 14,6 • 0,73 \2gh, weshalb ein Überfallwehr anzulegen ist.

Nach Formel 2 ist :

5,63

³/2

0,55 • 14,6 • 4,43,

= 0,292.

Die gesuchte Höhe des Wehrrückens über dem ungestauten Wasserspiegel ist daher:

a = 0,73 — 0,292 = 0,438 m.

Ergibt sich ein Grundwehr, wenn Q gröfser wird als 0,55 b h 1^2 g h, so ist die vereinfachte Formel anzuwenden: Q — b ]/2 g (li -f- K) [²/₃ f.h + ^2 • a]

und

• h (Formel 3).

a ---

i»2 biïgÿ+Z)

Die Werte von f.ix und /li₂ bestimmen sich dabei wie folgt: Ist die ganze Wehrkrone für den Überfall freigehalten und wie bei den Überfallwehren gut abgerundet, so wird ^ im Mittel 0,83 und f.i₂ = 0,67 (Fig. a). Ist jedoch das Wehr nach Fig. b, somit mit scharfen Kanten und breiter Überfallmauer geformt, so wird /.^ — 0,83 und f.i₂ — 0,62. (Siehe Skizze Seite 38.)

Betrachtet man das Grund wehr als Unterbau eines beweglichen Schleusenwehres mit Griefsständern und Setzpfosten, so wird (xx = f.i₂ angenommen und dessen Wert = 0,60 bis 0,65.

Z. B.:

Ein Flufs soll durch ein festes Wehr um 0,8 m bei Mittelwasser angestaut werden.

Gegeben ist Q = 60 cbm b = 30 m, ferner das Querprofil des gestauten Oberwassers = 90 qm.

Wie hoch ist die Wehrkrone zu legen?

Es ist 0,55 b ■ h f2 gh = 0,55 • 30 ■ 0,80 >^19,62 ■ 0,8 kleiner als 60 cbm. Daher wird das Wehr ein Grund wehr. Die

= 0,67 m

Geschwindigkeit des ankommenden Wassers =

= rund 0,023 m.

_0,67i

2^81

Nach Formel 3 wird

— 0,82.0,8 = 0,088

60

0,67 • 30 y 19,62- 0,823 wobei Abrundung der Wehrkrone vorgesehen ist. Wird das Wehr als Unterbau eines Schleusenwehres Fig. b gedacht, so wird

— 0,89 • 0,8 = 0,092.

60

0,62 • 30 /19.62 • 0,823 Demnach wäre die Wehrkrone um 0,09 m unter Mittelwasser zu projektieren.

23. Stauwirkung der Grund- und Überfallwelire mit festem Unterbau und offenen Schützen bzwr. entfernten

Nadeln.

Es erübrigt nur noch, die Stauwirkung von Wehrbauten bei Hochwasser in Betracht zu ziehen.

a) Stauhöhe.

Ist für einen Wasserlauf durch Messung bei Hochwasser die Querschnittsfläche F z. B. mit 400 qm gefunden und sei die Breite jB = 80 m und die Wassermenge Q = 600 cbm, so ist zu untersuchen, wie grofs die Stauhöhe h und die Geschwindigkeit v wird, wenn die Tiefe a des Unterbaues unter dem ungestauten Wasserspiegel 5 m beträgt, die Wehrbreite = 60 m ist und z. B. bei einem Nadelwehre sämtliche Nadeln entfernt sind.

Die Formel hierfür ist:

QY²

/ii b a

= i

2 <7

oder h₁ =

600

600 \ ²

19,62 [10,90 • 60 • 5,0

400

= 0,137,

wobei /i = 0,9 ist.

/i b{a-{- h) ein, indem h ¹ = /t ist, so ergibt sich :

F -f Bh

Setzt man den so gefundenen Wert von h in die Formel h = ¹

2*7

600

600

24

19,62 |_\0,9 • 60 • 5,137

,400 + K)-0,137/

= 0,13 m.

b) Wassergeschwindigkeit.

Zur Berechnung der Geschwindigkeit v dient die Formel:

600

sekundlich.

/ib (a -\- h) 0,9 • 60 (5,0 -f 0,130)

= 2,166 m

24. Allgemeine praktische Winke über Wehre, Kanäle und Turbinenanlagen.

Es wurde in dem Vorausgegangenen bereits darauf aufmerksam gemacht, dafs durch die Wahl günstigster Querprofile für die Kanalführung an Gefall sowohl wie an Kosten gespart werden kann und daher zu solchen stets gegriffen werden mufs, falls die Terrainverhältnisse es gestatten. Je vorteilhafter das Profil für die Wasserbewegung gewählt werden kann, um so geringer wird der Gefällsverlust und um so grölser der an der Turbine wirksame Nutzeffekt. Aber nicht nur durch rationellste Ausnutzung des Gefälles wird letzterer erzielt, sondern auch durch die Wahl der Geschwindigkeit, mit welcher das Wasser im Kanale geführt werden will, da grofse Geschwindigkeiten, wie gezeigt, auch grofse Gefällsverluste bedingen. Man soll also, abgesehen von dem erwähnten Übelstande, dafs zu rasch fiiefsendes Wasser die Kanäle, welche durch lockeres Material geführt werden, angreift, keine zu grofse Wassergeschwindigkeit wählen und nur darauf Bedacht nehmen, dafs die erwähnte Gefahr des gänzlichen Einfrierens, sowie ein Verwachsen des Kanales durch Wasserpflanzen vermieden bleibt. Eine Verschlammung der Kanäle ist nicht in Rücksicht zu ziehen, da diese Wasserwege stets periodisch gereinigt werden müssen, was bei schlammigen Ablagerungen selbst während des Betriebes möglich ist. Aber nicht allein eine rationelle Ausnutzung des Gefälles im Ober- und Unter-wasserkanale bedingt einen regelrechten und mit den Berechnungen übereinstimmenden Betrieb, sondern auch die Anlage des Wehres und der Einlauf zur Turbine.

Es ist z. B. nicht angängig, das Wehr derart schräg anzulegen, dafs der Oberwasserkanal parallel zur Verlängerung des so konstruierten Wehres und direkt an dieses an-schliefsend geführt wird, da in solchen Fällen das gesamte Eis, Treibholz etc. gegen den Kanalrechen getrieben wird und diesen verlegt, so dafs grofse Betriebsschwankungen bzw. -Störungen eintreten. Verschlammungen und Verkiesungen im Kanalanfange sind gleichsfalls die Folge einer derart verfehlten Anlage und es empfiehlt sich daher, das Wehr senkrecht zur Flufsrichtung einzubauen, die Kanalabzweigung 15 bis 25 m oberhalb des Wehres zu verlegen und durch sog. Streichbalken und den Einbau eines groben Rechens das Eis sowie Treibholz etc. von dem Kanale abzuweisen. Dafs die Sohle des Kanaleinlaufes höher zu liegen hat als die Flufssohle, um den Eintritt von Sand, Schlamm und Kies in den Kanal hintanzuhalten, wurde bereits klargelegt. Von sehr grofsem Werte als Mittel gegen letztere Übelstände sind die sog. Kiesschleusen zu betrachten, welche stets in das Wehr eingebaut werden sollen. Um die gesamten Ablagerungen vor dem Wehre durch diese Schleusen abführen zu können, wird längs der Kanaleinlaufmauer ein tiefer als das Flufsbett gelegener Schlammkanal

\j\

\V

Fig. 10.

Strömung

I; ii

\s

Entschla mungshanal.

Sohle inerhalb d. Spundwände ist betoniert.

Wehrformen

il

il

fi?

lîf

Ueberfàllweh

~~~A g

Hochwasser-Schützen.

ËII,

erbaut, welcher sich bis zu der erwähnten Kiesschleuse fort-setzt und beim Ziehen derselben entleert wird. In solchen Fällen ist eine Erhöhung der Kanaleinlaufsohle nicht unbedingt nötig.

Wird ein Erdkanal, wie es vielfach erforderlich ist, zwischen Dämmen geführt, so sind letztere mit ihrer Krone ca. 30 cm über dem höchsten Hochwasserspiegel zu legen und horizontal zu führen, damit der durch das Hochwasser im Unterwasserkanale dabei entstehende Rückstau durch die alsdann mögliche Hebung des Oberwasserkanalspiegels auf Hochwasserhöhe tunlichst gemindert wird. Ebenso empfiehlt es sich, die Sohle des Oberwasserkanales tiefer als nötig zu legen, damit bei Eisbildung an der Oberfläche des Wassers keine allzugrofse Querschnittsverkleinerung eintritt. Bei dieser Anordnung ist auch die erwähnte Höherlegung des Turbineneinlaufes auf die normale Kanalsohle zulässig. Dafs am Wehre Überfälle einzubauen sind, welche bei hohem Wasserstande in den Flüssen grofse Schwankungen in der Wasserzuführung zu der Turbinenanlage verhindern, bei grofsen Hochwässern aber den Stau verringern, wurde bereits erwähnt. Ferner sei hier darauf hingewiesen, dafs die Herstellung von Wehren in Flüssen, welche mit Flöfsen befahren werden, den Einbau sog. Flofsgassen bedingt. Bei etwaigem Schiffsverkehr sind Schleusenkammern zu erbauen. Auch darf nicht übersehen werden, dafs in fischreichen Gewässern von den staatlichen Behörden sowohl als von Privaten oder Gemeinden die Anbringung sog. Fischleitern verlangt wird, wenn sämtliches Mittelwasser dem Kanale zugeführt wird. Von grofsem Vorteile in bezug auf Turbinenregulierung sind noch die Überfälle an der Kraftstation selbst, welche gewissermafsen als Übereich dienen und einen gleichmäfsigen Gang der Turbinen bedingen.

Wird, wie oben schon erwähnt, darauf reflektiert, dafs bei Hochwasser dieses in den Oberwasserkanal in der Höhe des im Flusse vorhandenen Wasserspiegels eintreten kann, dafs also sozusagen auch dem Kanale solches zugeführt Avird, so Avürde natürlich ein vor der Turbinenanlage auf Mittel wasser angelegter Überfall den angestrebten Zweck, d. i. die Wirkung des im Unterwasserkanale eintretenden Rückstaues zu mildern, vereiteln. In solchen Fällen ist dieser Überfall so zu konstruieren, dafs dessen

Krone die Basis zur Anbringung einer Schütze, oder von Setzpfosten bzw. eines Nadelwehres bildet, so dafs der nötige Aufstau mit geringer Mühe erfolgen kann.

Der vor dem Rechen bei der Turbinenanlage sich ansammelnde Schlamm mufs zeitweise entfernt werden können und ist zu diesem Zwecke vor dem Rechen ein Schlammkanal anzubringen, und in starkem Gefall zur Putzschütze zu führen, welche vorteilhaft im Überfalle eingebaut wird und zugleich als Leerschufs bei Entleerung des Kanales dient. Das diese Schütze durchströmende Wasser, Schlamm etc. wird durch einen parallel zu den Turbinenschächten geführten Kanal in den Unterwassergraben zurückgeleitet. Sohle und Seitenwände des letzteren sind an der Mündung dieses Kanales sowohl als beim Auslaufe aus den Turbinenkammern gegen Ausspülung durch kräftige Stein- oder Betonbauten, Pflasterungen etc. zu schützen. Wurde die Sohle des Kanals, wie erwähnt, tiefer als nötig angeordnet, so ergibt sich der Putzgraben von selbst und ist die Kanalsohle dort lediglich zu betonieren und mit starkem Gefälle gegen die Schützen für die Entschlammung zu versehen. Dafs unter den Saugrohren der Turbinen, welch letztere bekanntlich den Zweck haben, das durch dieselben abströmende Wasser ebenso wie das zur Turbine zuströmende als Betriebskraft nutzbar zu machen, eine Sohlen Vertiefung vorzusehen ist, dürfte bekannt sein, da das in derselben stehende Wasser als natürlicher Puffer wirkt und dadurch die sonst unvermeidlichen Ausspülungen in der Sohle verhindert.

Bei Hochdruckturbinen ohne Saugrohr, welche nur an eine Druckrohrleitung angeschlossen werden, ist die Anlage für das Turbinenhaus eine sehr einfache, da ein Rückstau infolge der hohen Lage des Turbinenachsenmittels ausgeschlossen ist. Allerdings ist dabei ein nicht unbedeutender GefällsVerlust in Kauf zu nehmen, da diesen Turbinen die Saugrohre fehlen, so dafs das Wasser, welches das Schaufelsystem passiert hat, ohne eine weitere Kraftäufserung zu vollziehen, in den Unterwasserkanal abstürzt.

Für Anlagen mit Schachtturbinen ist zu beachten, dafs hier Saugrohre vorhanden sind, also der Rückstau im Unterwasserkanal bei eintretendem Hochwasser einen Gefällsver-lust und dadurch eine verminderte Arbeitsleistung bedingt. Da jedoch derartige Anlagen für Bäche vorgesehen werden, welche sehr erhebliches Gefälle besitzen, so dafs die Hochwässer nicht sehr hoch anschwellen und sehr rasch wieder verlaufen, ist die verminderte Arbeitsleistung unbeträchtlich und von kurzer Dauer. Es empfiehlt sich daher, vor dem Einfall in den Schacht einen Überlauf und Leerschufs anzuordnen, wie derselbe bei jenen Turbinenanlagen vorgesehen ist, bei welchen Hochwasser nicht in den Kanal eingeleitet wird.

Schliefslich sei hier noch einer besonderen Wehranlage Erwähnung getan, welche hauptsächlich bei Gebirgsbächen mit sehr starkem Gefall vorteilhaft angewendet wird, d. i. die Wasserabfangung mittels eines in die Bachsohle über einem Einfallschachte erbauten, im Gefall liegenden eisernen Rechens.

Wo die Bäche viel Gerolle, Felsstücke etc. mitbringen, ist ein derartiges Wehr das Vorteilhafteste, da diese Körper schadlos über den im Gefälle eingebauten Rechen hinweggleiten und auf dem bisherigen Weg weitergeführt werden, indem ein Stauwehr, vor welchem sich die Felsen und Steine festsetzen würden, nicht vorhanden ist, und von diesen daher auch nicht beschädigt oder zertrümmert werden kann. Man kann deshalb derartige Anlagen richtiger als Wasserfang bezeichnen und haben dieselben den weiteren Vorteil, dafs die Hochwasserverhältnisse nicht geändert werden. Am besten erbaut man die Einfallschächte oberhalb eines Wasserabsturzes so dafs Sand, kleine Kiesstücke etc., welche durch den Rechen in den Schacht hinabfallen, wieder unterhalb des Absturzes in den Bach entleert werden können, zu welchem Zwecke ein Kanal mit starkem Sohlengefäll, häufig in Form eines Bogensegmentes erbaut werden mufs, der an seinem Ende mit einer Schütze zu versehen ist. Diese dient alsdann zugleich als Leerlauf. Die Mauer des Kanales, welche an den Bach angrenzt, ist auf eine bestimmte Strecke als Überfall zu erbauen, damit das bei Hochwasser in den Schacht eintretende zu

reichliche Wasser wieder in das tiefer liegende Gerinn zurückfliefsen kann, mittels eines Rohres, Kanales oder Stollens etc. erfolgt von diesem Kanale aus und mufs die Sohle des erforderlichen Gerinnes so hoch angeordnet sein, dafs aus dem Ableitungs-

Die Abzweigung des Triebwassers

W.Sp.35-8

EmFdllschacht mit Rechen.

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:hütze

<5^

Fig. 11.

kanale vom Wasserfange weder Sand noch Steine etc. vom Triebwasser mitgerissen werden. Vor der Abzweigung des letzteren ist eine Einlafsschütze und ein Feinrechen anzubringen. Derartige Anlagen sind insbesondere im Hochgebirge sehr empfehlenswert. (Siehe Skizze.)

25. Gerinne.

a) Allgemeines.

Sehr häufig sind besonders in Gebirgsgegenden Wasserkraftanlagen mit verhältnismäfsig wenig Wasser und hohem Gefälle.

Die Konstruktion der Hochdruckturbinen gestattet nunmehr die Ausnutzung ungewöhnlich hoher Gefälle, zudem als auch das Rohrleitungsmaterial so hergestellt werden kann, dafs es dem stärksten Drucke Widerstand leistet.

Ehe jedoch auf diese Wasserkraftanlagen näher eingegangen wird, sei noch einer Kanalgattung Erwähnung getan, das sind Holz- oder Eisengerinne, mittels deren eine entsprechende Wassermenge ganz oder streckenweise einem Schachte zugeführt wird, in welchem sich das Wasser ergiefst, um eine oder mehrere Schachtturbinen in Bewegung zu setzen und damit Kraft zu erzeugen.

So kann z. B. bei Durchquerung einer Terrainfurche, welche die Kanalachse kreuzt, oft mit Vorteil ein Gerinne verwendet werden, welches die Mulde mittels eines Gerüstes überschreitet. Wird letzteres für die praktische Ausführung zu hoch, so mufs eine Druckrohrleitung das Gerinne ersetzen, wobei jedoch ein ziemlicher Gefällsverlust eintritt, wenn die Rohre nicht sehr grofs gewählt werden, was wiederum die Anlage verteuert.

In sanft abfallendem Gelände bis zu Höhen von 5 m können Gerüste zur Führung des Gerinnes überhaupt verwendet werden, wenn die seitliche Verschiebung eines Beton- oder Erdkanales etc. an eine das Tal in der Längsrichtung begrenzende Anhöhe untunlich ist.

Über die erwähnte Höhe hinaus verbietet sich die Ausnutzung der Wasserkraft mittels Gerinne und Schacht schon deshalb, weil der letztere als Druckschacht sehr stark beansprucht und deshalb teuer und unrationell wird.

b) Bestimmung der Querschnitte von Gerinnen.

Die Berechnung eines Gerinnes erfolgt analog der Berechnung eines Betonkanales und entspricht das innen sauber gehobelte Holzgerinne einem glatt verputzten Betonkanale hinsichtlich des Reibungswiderstandes, während ein ungehobeltes Gerinne dem unverputzten Betonkanale gleich ^zu achten ist. Eisengerinne, welche halbkreisförmig oder parabolisch gewählt werden können, bedingen den geringsten Gefällsverlust. Die Berechnung derartiger Kanäle ist bei den Erdkanälen erwähnt und soll hier nicht mehr erörtert werden.

26. Rolirkanäle als Oberwasserkanalstrecke.

Ist die Führung eines derartigen Gerinnes ohne Gerüst, also an einem dem Tal entlang sich hinziehenden Berghange möglich, so kann an Stelle eines gemauerten Kanales, welcher zwreckmäfsig abzudecken ist, um vor abfallendem Gestein, Böschungsrutschungen und Eisbildung etc. gesichert zu sein, das Wasser in einer kreisrund oder parabolisch geformten Rohrleitung vorteilhaft bis zu einem Sammel- oder Einfallschachte geleitet werden. Von letzterem wird dasselbe auf dem kürzesten Wege mittels einer dem Wasserzuflufs entsprechend gewählten Druckrohrleitung zur Turbinenanlage geführt. Vgl. Erläuterungen zu Tab. II 1 u. 2 S. 62 und Kap. 29 S. 57.

27. Druckrohrleituiigen.

(a) Allgemeines.

Für Rohrleitungen ist in bezug auf die Wasserbewegung in denselben nachstehendes zu bemerken:

Ist das Rohr als Druckrohrleitung gefüllt, so erleidet die Wasserbewegung in diesem, wie bei den Kanälen einen Widerstand, der als Druckhöhenverlust bezeichnet wird. Derselbe hängt einerseits von dem Verhältnisse des Rohrquerschnittes zur gewünschten Geschwindigkeit und Leitungslänge ab, anderseits von dem Widerstande, welchen die Rohrwandungen dem Wasser beim Durchfliefsen der Rohre entgegensetzen und von jener Kraft, welche erforderlich ist, um dem Wasser bei Einflufs in die Leitung die erforderliche Anfangsgeschwindigkeit zu erteilen.

Schlotthauer, Wasserkraftanlagen.

b) Berechnung der Druckhöhenverluste.

Ist h die Druckhöhe, welche berechnet werden soll, d der innere oder lichte Durchmesser der Rohre, l die Leitungslänge, X der Röhrenwiderstand und § die Druckhöhe, welche erforderlich ist, dem Wasser beim Eintritt in die Leitung die nötige Geschwindigkeit zu verleihen, endlich v die effektive Geschwindigkeit des Wassers am Ende der Leitung, also an der Turbine, so ist

h = (i + S + i') £

Ist der Querschnitt nicht kreisförmig, sondern anderweitig gestaltet, so dafs der Umfang = U ist und die

Quadratfläche F, so hat man statt À • ~ zu setzen : X -ß— l.

d    41

V = I -    __

U+T+T j

l    u

oder, bei oben erwähnter Annahme, statt X — wieder X - l Nun ist nach:

0,00947

y v

0,0005078

Weifsbach X — 0,01439 -(-

Darcy

X = 0,01989 +

X = 0,010045 +

Frank

0,0075478

fdl

Letztere Erfahrungsformel gilt jedoch für inkrustierte Rohrleitungen, wobei d 1 den durch Ansatz verengten Querschnitt bedeutet. Der Druckhöhenverlust wird in solchen Leitungen :

hi = 4^

und

d 2 g

hi 16 À Q²

n²2g d ö

Die Frank sehen Erfahrungswerte kommen bei Herstellung neuer Wasserkraftanlagen nicht in Betracht und können hier unerörtert bleiben.

Die am häufigsten angewendete Formel ist jene von Weilsbach, nach welcher auch die beiliegende Tab. 11 u. 2 berechnet ist.

£ ist im Mittel 0,505, wird jedoch bei trichterförmig geformter Abrundung des Rohreinlaufes auf 0,08 herabgemindert und kann demnach bei 1 ä n g e r e n Leitungen der Koeffizient 1 -(- £ aufser Rechnung bleiben.

c) Druckhöhenverluste in Krümmern etc.

Zu den erwähnten Widerständen, welche das Wasser bei seiner Bewegung in Rohrleitungen erleidet, kommen noch die Widerstände durch Bogenrohre oder Krümmer und ist £ für ein Knie von:

10 ⁰ = 0,045 20° = 0,139 30° = 0,363 45° = 0,981 70° = 2,43.

Für jede Verengung ist

und für jede Erweiterung

H^⁻¹)

worin A₁ der kleinere und A der gröfsere Querschnitt, während m — 0,6 bis 0,8 ist.

d) Bestimmung der Rohrdurchmesser für Druckleitungen.

Den Durchmesser einer Leitung, welche Q cbm pro Sekunde liefern soll, erhält man durch die Formel

io_

d = 1,128    _

vz

in Metern.

Diese Formel trägt jedoch dem Druckhöhenverluste keine Rechnung und kann nur benutzt werden, um eine beliebige Querschnittsfläche, in welcher eine bestimmte Wassermenge Q mit einer angenommenen Geschwindigkeit v fliefst, in eine kreisförmige umzuwandeln. Zur angenäherten direkten Berechnung jenes Rohrdurchmessers, welcher den Reibungswiderständen Rechnung trägt, gibt Darcy die Formel :

d = y clQ²,

0,000042

worin c = 0,001641 -1--------- -

d

und l die Leitungslänge, h

das Gefall resp. die Druckhöhe und Q die Wassermenge ist.

Es wurde bereits erwähnt, dafs £ als Widerstand beim Eintritt des Wassers in die Rohre unter der gemachten Voraussetzung eines trichterförmigen Einlaufes in eine längere Rohrleitung vernachlässigt wird.

Der gleiche Fall ist gegeben bei £, welches den Widerstand in Krümmern etc. bezeichnet. Die obige Zusammenstellung zeigt jedoch sehr deutlich, dafs starke Krümmer wenn irgend möglich vermieden werden müssen, sollen nicht grofse Gefällsverluste eintreten, so dafs weit besser in kurzer Entfernung zwei bis drei schwache Krümmer eingebaut werden. Der erhöhte Kostenpunkt kann dabei nur dann in Frage kommen, wenn so reichliches Gefälle vorhanden ist, dafs auf einen Bruchteil desselben leicht verzichtet werden kann.

Man wird jedoch in der Praxis die Vernachlässigung des Koeffizienten £ dadurch ausgleichen, dafs etwas gröfsere Rohre gewählt werden, was ohnedies fast immer notwendig wird, wenn der gefundene Rohrdurchmesser auf- statt abgerundet wird.

Bei kleineren Gufsrohren, welche nach den bestehenden Normalien hergestellt werden, ist zudem die Wahl der Rohrdurchmesser eine beschränkte, da nur bestimmte solche im Handel sind und die Herstellung anderer Durchmesser die Preise mehr verteuern würde als die Wahl des nächst gröfseren Profiles.

Für Schmiedeisenrohre, welche nach Angabe gefertigt werden, empfiehlt es sich ebenfalls, den Durchmesser auf 5 cm aufzurunden, also z. B. nicht Rohre mit 0,62 m Lichtweite zu bestellen, sondern mit 0,65.

Erläuterung für Benutzung der Tabelle I I u. 2.

Die beigefügte Tabelle 11 u. 2 zur Auffindung der für jeden Fall erforderlichen Rohrdurchmesser und des Druckhöhenverlustes, welcher bei den verschiedenen Geschwindigkeiten auftritt, macht jede komplizierte Rechnung überflüssig und sei zu deren Erläuterung nachstehendes bemerkt :

Bei jeder Wasserkraftanlage ist es Bedingung, dafs die vorhandene geringste Wassermenge bekannt ist, ebenso die höchste und daraus die mittlere, auf welch’ letztere sich gewöhnlich das Projekt stützt. Die Tabelle verzeichnet nun sämtliche im Handel befindliche Rohrdurchmesser, sowie die am häufigsten angewendeten gröfseren solchen für Schmiedeisenrohre etc. und zwar ist der Querschnitt dieser Rohre unter der Geschwindigkeit v = 1 zu entnehmen.

Diese Querschnittsflächen, mit einer Reihe von Geschwindigkeiten multipliziert, ergibt die Wassermenge in Litern, welche bei diesen Geschwindigkeiten und den aufgeführten lichten Durchmessern sekundlich abgeführt werden.

Dadurch ist in der Tabelle eine solche Reihe von Wassermengen berechnet, dafs fast in jedem Falle für eine gegebene solche und eine in der Tabelle verzeichnete Geschwindigkeit der erforderliche Rohrdurchmesser direkt gefunden werden kann. Man sucht daher in der Tabelle nach einer ähnlich grofsen Wassermenge als jene ist, für welche der Rohrdurchmesser bestimmt werden soll, und zwar unter einer Geschwindigkeit, welche wohl in gewisser Beziehung beliebig gewählt werden kann, jedoch einerseits durch die Bauart der Turbinen, anderseits durch den Kostenpunkt begrenzt ist. Man kann daher bei geringem Baukapital und überschüssigem Gefall an die Grenze der zulässigen Geschwindigkeit schreiten, während bei der Anforderung, dafs die gröfste Kraft ohne Rücksicht auf die Kosten zu erzielen sei, eine geringe Geschwindigkeit und ein grofser Rohrdurchmesser gewählt wird. In vielen Fällen wird die Mitte zwischen den beiden Annahmen die beste Lösung bilden und sind Geschwindigkeiten von 0,5—1,5 m pro Sekunde die gebräuchlichsten. Zu beachten ist ferner, dais die Wahl einer sehr geringen Geschwindigkeit zur Verschlammung der Rohre Anlafs gibt.

Beispiel: Das Wasser eines Falles mit 75 m Gefall und 400 Sek.-Litern Mittelwasser soll durch eine Röhrenfahrt von 700 m Länge einer Turbinenanlage zugeführt werden. Welcher Rohrdurchmesser ist erforderlich, wenn die Geschwindigkeit von v = 2,0 m nicht überschritten und nicht unter 1,0 m herabsinken soll? Wieviel PS werden erzielt? Für eine Geschwindigkeit von 1,5 m pro Sekunde und einen Rohrdurchmesser von 600 mm findet sich in der Tabelle 11 eine Wassermenge von 424,1101.

Die Rohre sind demnach mit 600 mm Lichtweite reichlich bemessen ; aber aus den früher aufgeführten Gründen durchaus nicht zu grofs.

Das effektive

Der Druckhöhenverlust wird bei gleicher Geschwindigkeit für diese Rohre nach Tabelle 12 pro 100 m = 0,4228 und auf 700 m = 2,96 oder rund 3 m.

Gefälle wird demnach 75 — 3 = 72 m, die Leistung an der Turbine bei einem Nutzeffekte derselben von 78% =

299,5 PS.

Dabei ist nur eine Wassermenge von 400 Sek.-Litern der Berechnung zugrunde gelegt, da angenommen ist, dafs auch bei starkem Wasserstande die Menge von 424,110 1 infolge der Druckhöhen Verluste, welche in der Leitung durch Krümmer etc. entstehen und der damit bedingten Geschwindigkeitsverringerung an der Turbine pro Sekunde nicht zum Abflufs gelangte, sondern lediglich die vorhandenen 4001, diese dagegen mit der vollen Druckhöhe von 72 m.

Sollte in seltenen Fällen in der Tabelle keine Wassermenge zu finden sein, welche der gegebenen entspricht, so kann ohne umständliche Rechnung durch Einschaltung einer neuen Geschwindigkeit der Rohrdurchmesser bestimmt werden, da die Rubrik für v = 1 die lichte Rohrquerschnittsfläche für jede aufgeführte Rohrgattung angibt.

Soll z. B. eine Wassermenge von 750 1 mit einer Geschwindigkeit von 1,0—1,5 m pro Sekunde abgeführt werden, und sind Krümmer in der Leitung nicht vorhanden, so dafs die Wassermenge nicht wesentlich höher angenommen zn werden braucht, als die Rohre Wasser bei diesen Geschwindigkeiten zu fassen vermögen, so ist unter v — 1 für Rohre mit 900 mm Lichtweite eine Wassermenge von 636,17 verzeichnet. Bei der nächst angeführten Geschwindigkeit fördert dieses Rohr bereits 795 1. Der Wert für 750 1 liegt daher zwischen den Geschwindigkeiten von 1,0 und 1,25. Die gesuchte neue Geschwindigkeit wird demnach 1 : 363,17 = x : 750 = 1,18 m. Die Wassermenge Q wird dabei 750,68 oder rund, wie verlangt, 750 1. Für diese Geschwindigkeit ist in Tabelle 12 kein Druckhöhenverlust verzeichnet. Derselbe berechnet sich jedoch nach der im Kopfe dieser Tabelle angegebenen Formel :

0,0094 711

, wobei À = 0,01439 -)-

ist.

vj ^

^ 2 g ~d

X wird 0,0231,

= 0,1822 pro 100 m.

, , 1,18² w 100 demnach 0,0231    ^ “ö'g

Derartige Berechnungen sind jedoch nur in sehr seltenen Fällen nötig, da, wie erwähnt, die fabrikmäfsige Herstellung der Rohre nach aufgerundeten Mafsen erfolgt und der geringe Materialmehrverbrauch bei gleichem Arbeitslöhne gar nicht in Betracht fällt. In gleicher Weise könnte bei der Wahl einer Geschwindigkeit von 1,5 m im vorstehenden Beispiele eine Wassermenge von 753,98 Sek.-Litern gefördert werden, die somit der vorhandenen fast genau entspricht und wobei statt 900 mm Rohre solche mit 800 gewählt werden können. Der Druckhöhenverlust für letztere und v — 1,5 würde 0,3171; bei nicht zu langer Leitung daher nicht allzu hoch und wird man in den meisten Fällen die billigere Rohrleitung (im vorstehenden Beispiele pro m ca. 10 Mark) wählen, da unter Umständen die ausgebaute Pferdekraft durch die Wahl geringer Geschwindigkeit und grofser Rohre üher Gebühr verteuert würde.

Anders liegt der Fall, wenn die Wassermenge sehr gering, das Gefälle sehr hoch und der Kostenunterschied in den Rohrgröfsen nicht sehr erheblich ist.

Stehen z. B. nur 40 Sek.-Liter bei 250 m Gefall zur Verfügung, so könnte ein Bohrdurchmesser von 150 mm bei 2,5 m Geschwindigkeit und ein Durchmesser von 250 mm bei 0,9 m = v gewählt werden. Im ersten Falle wird h1 = 4,33 pro 100 m, im letzteren 0,403. Es würde daher durch die Wahl von 150 er Rohren ein mehr als zehnfacher Gefälls-verlust sich ergeben, als wenn 250 er Rohre verwendet werden. Bei 1000 m Leitungslänge berechnet sich ein Gefällsverlust von 43,33 gegen 4,025. Bei einem Nutzeffekte der Turbine von 75 % entstünde demnach bei der Wahl des kleineren Rohrdurchmessers ein Verlust von ca. 30 PS. Eine ausgebaute Pferdekraft, welche nicht mehr als 300 Mark kostet, kann noch als billig bezeichnet werden. Die Mehrkosten dürfen daher bei 1000 m Rohrlänge noch 9000 Mark für 30 PS betragen. Die Preisdifferenz bei Gufsrohren würde jedoch pro Meter nur 5 bis 6 Mark betragen, im ganzen somit 6000 Mark. Es wäre daher nicht rationell, die kleinen Rohre zu empfehlen oder zu wählen, vorausgesetzt, dafs die volle Kraft ausgenutzt werden will.

28. Projektierung von Hochdruckanlagen, bei welchen das vorhandene Wasser nicht vollständig verwertet werden will.

Häufig kommt es vor, dafs eine vorhandene Wassermenge deshalb nicht ganz ausgenutzt werden will, weil vorerst für die ganze entstehende Kraft keine Verwendung vorhanden ist und der volle Ausbau ein zu hohes Anlagekapital bedingen würde. Man hilft sich in diesem Falle dadurch, dafs zunächst nur eine dem erforderlichen Kraftbedarf entsprechende Rohrleitung für einen bestimmten Teil der Wassermenge in Benutzung genommen, die Wehranlage und der sonstige Bau jedoch so hergestellt wird, dafs späterhin eigentliche Bauarbeiten nicht mehr nötig sind, die Legung eines zweiten Rohrstranges jedoch, sowie die Aufstellung einer zweiten Turbine jederzeit ohne wesentliche Mehrkosten möglich ist.

Vorteilhaft sind solche Anlagen vom finanziellen Standpunkte aus niemals, da erstens zwei getrennte Rohrleitungen teuerer sind als eine einzige gröfsere und der Druckhöhen-

29. Führung von Kanälen vom Wasserfange etc.

57

verlust mit der Abnahme der Durchmesser zunimmt, so dafs die Querschnittsfläche beider Leitungen zusammen gröfser ausfällt als jene für eine einzige Leitung, vorausgesetzt, dals sich die Geschwindigkeit des Wassers gleich bleiben und kein erhöhter Druckverlust eintreten soll. Vom Betriebsstandpunkte aus bieten jedoch zwei getrennte Leitungen eine erhöhte Sicherheit, falls Rohrbrüche etc. sich ereignen. Die Anlage der Wehre erfolgt bei Druckrohrleitungen analog den für diese aufgestellten Grundsätzen.

29. Führung- von Kanälen vom Wasserfange bis zum Beginne der Druckrohrleitung.

Ist es möglich, das Wasser vom Wehre ab eine Strecke weit in geringem Gefälle am Gelände fortzuführen, so wird an Stelle von Rohrleitungen vorteilhaft ein Kanal erbaut, da dieser billiger wird und einen geringeren Gefällsverlust verursacht. Wo das nicht zulässig ist, können für die erste Strecke leichte Eisen- oder Zementrohre verwendet werden, wenn keine Steinschläge etc. zu befürchten sind. Die Druckrohrleitung beginnt in solchen Fällen bei einem Schachte (Wasserschlofs), in welchen die erste Kanal- oder Rohrstrecke eingeführt wird und der so anzuordnen ist, dafs eine Entschlammung vor sich gehen kann ; ebenso ist dort ein Leerlauf anzubringen und je ein Absperrventil für die Druck-und Schlammleitung vorzusehen.

30. Druckrohrleitung vom Wasserfange an beginnend.

Mufs die Druckrohrleitung direkt beim Wehre beginnen, so ist das Wasserschlofs dort zu erbauen. Zur Verhütung des Eindringens von Fremdkörpern in die Leitung bzw. Turbine sind Rechen anzubringen und zwar meist ein gröberer zur Abhaltung von Treibholz, Eis etc. und ein feinerer im Schachte selbst.

31. Allgemeine Bemerkungen über die Wahl der Rohrdurchmesser und der Geschwindigkeit des Wassers.

Aus den für Bestimmung der Rohrlichtweiten gegebenen Beispielen ergibt sich, dafs bei der unendlich grofsen Wahl

von Geschwindigkeiten auch die Gröfse des lichten Durchmessers beliebig gewählt werden kann. Es ist jedoch praktisch nur ein geringer Bruchteil der Resultate verwendbar, da einerseits das Wasser einer bestimmten Geschwindigkeit bedarf, um, wie erwähnt, die Ablagerung von Sinkstoffen in den Röhren zu vermeiden, so dafs die Geschwindigkeit in der Regel nicht unter 0,3 m pro Sekunde herabsinken darf, anderseits zu grofse Geschwindigkeiten — abgesehen von dem entstehenden Druckhöhenverluste — eine zweckmäfsige Turbinenkonstruktion unmöglich machen. Die Maximalgeschwindigkeit soll daher erfahrungsgemäfs im äufsersten Falle 2,5 m pro Sekunde nicht überschreiten ; zudem als bei allzugrofser Geschwindigkeit starke Stöfse in der Leitung-aufzutreten pflegen, wenn z. B. der Regulator der Turbine infolge momentanen, geringeren Kraftverbrauches den Wasserzutritt rasch vermindert. Die Druckregulatoren, welche seit einiger Zeit an dem tiefsten Punkte der Rohrleitung eingebaut werden, mildern zwar die Stöfse in der Leitung, bei etwa eintretenden Rohrbrüchen jedoch mufs bei gewählter grofser Wassergeschwindigkeit ein selbsttätiger Rohrabschlufs vorhanden sein, der bei vermindertem Drucke den Wasser-zuflufs zur Leitung schliefst. Trotz aller Schutzvorrichtungen ist jedoch bei derartiger Anordnung immer noch eine Gefahr für die Betriebssicherheit vorhanden und man wird nur bei zwingender Notwendigkeit zu sehr grofser Wassergeschwindigkeit greifen. Ist eine recht kleine solche gewählt, so ist, wie bereits erwähnt, bei unseren klimatischen Verhältnissen die Gefahr des Einfrierens vorhanden. Es mufs daher in solchen Fällen die Rohrleitung eine Deckung erhalten, welche die Frostwirkung aufhebt. Ist das nicht durchwegs möglich, so müssen die Rohre an exponierten Stellen isoliert werden, was gewöhnlich sehr teuer ist und häufig nicht den erforderlichen Schutz gewährt.

Die Einfrierungsgefahr besteht insbesondere da, wo nachts der Turbinenbetrieb eingestellt ist und z. B. in dieser Zeit in einem Sammelweiher das zufliefsende Wasser aufgespeichert werden mufs, um tagsüber eine erhöhte gewöhnlich doppelt so grofse Wassermenge zur Verfügung zu haben.

Kann das gesamte oder wenigstens ein Teil des der Turbinenanlage zugeführten Wassers nachts über durch den Leerlauf -Schieber abfliefsen, so ist auch bei kleiner Geschwindigkeit die Einfrierungsgefahr sehr gering. Um zu vermeiden, dafs bei strenger Kälte das Öffnen des Leerlaufschiebers vergessen wird, kann der Absperrschieber zwangsläufig so mit dem Leerlaufschieber verbunden werden, dafs der letztere sich öffnet, wenn ersterer geschlossen wird. Diese Anordnung hat noch den Vorzug, dafs hierbei Rückschläge in der Leitung ausgeschlossen sind.

32. Stollen als Kanalstrecke sowie Heberleitungen.

Sollte, was bisweilen nötig wird, die Druckrohrleitung infolge eines vorgelagerten Höhenrückens nur bis zu diesem geführt werden können und ist daher auch die Anlage eines Kanales bis zum Beginne der Druckrohrleitung unmöglich, so wird es nötig, den Bergrücken mittels eines Wasserstollens zu durchfahren und den Schacht an seinem Ende zu erbauen.

Für kleinere Rohrleitungen, welche nur einen Teil des zufliefsenden Wassers beanspruchen, genügt bisweilen die Anlage einer Heberleitung, welche über den Bergrücken gelegt wird. Grundbedingung ist dabei, dafs diese Leitung keine Luft saugen darf, und dafs infolgedessen der Wasserstand im Bache sich niemals so absenkt, dafs das Saugrohr nahezu wasserfrei wird und insbesondere der Scheitelpunkt der Heberleitung die zulässige Höhe nicht überschreitet. Die Inbetriebsetzung einer solchen Heberleitung erfolgt häufig in der Weise, dafs am Anfänge des Saugrohres eine Rückschlagklappe angebracht wird, welche bis zur Füllung des Rohres ein Zurückströmen des Wassers zum Bache hindert, während die Füllung dadurch erfolgt, dafs der Schieber vor der Turbine geschlossen und am höchsten Punkte der Leitung durch ein luftdicht verschliefsbares T Stück nur so viel Wasser in die geschlossene Leitung eingebracht wird, dafs dabei die Luft durch die Öffnung des T Stückes noch abzuströmen vermag. Ist die Leitung vollständig gefüllt, so wird das T Stück verschlossen und der Schieber vor der Turbine geöffnet, wobei die längere Wassersäule die kürzere nachzieht, indem die Rückschlagklappe sich von selbst öffnet. Am höchsten Punkte der Leitung ist eine selbsttätige Entlüftung vorzusehen. Derartige Anlagen sind jedoch sehr selten und bedingen bei etwaigen Rohrreparaturen stets den umständlichen Vorgang des Füllens, der allerdings erleichtert werden kann, wenn das Wasser mittels einer Luftpumpe angesaugt wird, deren Inbetriebsetzung jedoch eines der Länge der Leitung und der Wassermenge entsprechenden Kraftaufwandes bedarf. (Vgl. auch Heberleitung, Teil II: Wasserversorgungsanlagen S. 116 — 123.) Ist ein Stollen nötig, so ist dessen Profil und Gefälle wie bei einem Kanal zu berechnen, jedoch darauf Bedacht zu nehmen, dafs derselbe in vielen Fällen mittels eines Steges begehbar sein mufs, die vom Wasser benetzten Flächen werden behufs Minderung an Gefällsverlust vorteilhaft verputzt.

33. Sicherung- der Rohrleitungen gegen Wanderung.

Es ist klar, dafs eine längere Rohrleitung in starkem Gefälle eine Wanderung der Rohre bedingen würde, wenn nicht Vorsorge getroffen ist, dafs die Rohre durch Verankerungen und durch Einbau von Betonklötzen in Ruhe verbleiben.

statt und sind hier die

Insbesondere sind an jenen Stellen, wo Krümmer in starkem Gefälle in die Leitung eingebaut sind, diese gegen Verschiebung zu sichern, was wiederum die Herstellung von Betonklötzen bedingt. Der Hauptrohrschub findet beim Übergange von einem starken Gefälle in die Horizontale — also meist vor der Zentrale kräftigsten Sicherungen anzubringen. Schmiedeiserne Rohre erhalten zu diesem Zwecke starke Wanderwinkel angenietet, welche in die Mauer selbst einzubetten sind, und ist die Stärke der letzteren so zu bemessen, dafs sie dem Schube den erforderlichen Widerstand bietet.

34. Rohrmaterial und Dichtung der Rohre.

Während schmiedeiserne Rohre durchwegs mit Muffen zum Verschrauben oder mit Flanschen, zwischen welchen

34. Rohrmaterial und Dichtung der Rohre.

61

das Dichtungsmaterial eingebracht wird, versehen sind, besitzen gulseiserne Rohre entweder Flanschen analog jenen der schmiedeisernen Rohre, oder Muffen, welche gewöhnlich mit Blei abgedichtet werden.

Die Flanschenverbindung ist stets eine vollständig unbewegliche und liegt bei ihr die Gefahr eines Abspringens der Flanschen oder eines Rohrbruches näher als bei Muffenverbindung mittels Verbleiung, die auch sanfte Biegungen ohne Krümmer zuläfst und so der Wasserbewegung dienlicher ist als die Flanschenverbindung, welche bei jeder Abweichung aus der horizontalen oder vertikalen Richtung eines Krümmers bedarf. Dagegen erfordert bei sehr hohem Drucke die Abdichtung der Muffen mit Blei eine ganz besondere Sorgfalt, da sonst die Dichtungen herausgerissen oder doch beschädigt werden.

In solchen Fällen werden bisweilen Muffen mit eingegossenen Rillen oder konische Muffen verwendet, während das Rohrende oder der Rohrzopf Rippen oder eine Wulst erhält. Beim Ausgiefsen füllen sich die Zwischenräume zwischen Rille und Rippe mit Blei und kann dieses nicht leicht herausgeschleudert werden, während eine vollständige Dichtung durch festes und regelrechtes Verstemmen des eingegossenen Bleies erzielt wird. Die Hanfstricke, wrelche ein Durchlaufen des Bleies in das Rohrinnere verhindern müssen, liegen dabei hinter den Rillen und ist auf das sog. Verstricken besondere Sorgfalt zu verwenden. Bei konischen Muffen verhindert die vergröfserte Bleistärke nahe am Rohransätze ein Heraustreiben des Bleies und ist letztere Dichtungsart die gebräuchlichere. Gufseisen besitzt bekanntlich eine sehr geringe Ausdehnungsfähigkeit und bedarf daher eine mit Blei abgedichtete Muffenrohrleitung keiner Kompensationsvorrichtung, da minimale Verschiebungen in den Bleidichtungen ungefährlich sind. Dichtungen mit gufseisernen Flanschenrohren können durch Einbringen von zylindrischen Gummi- oder Bleiringen an Stelle flacher Dichtungsringe gegen Bruch bei grofsen Temperaturschwankungen gesichert werden. Nachdem jedoch Rohre über 40 cm 1. W. aus Gufseisen nicht geliefert werden und auch sehr schwer aus-

fallen, so dafs die Verlegung derselben Schwierigkeiten bietet, verwendet man für solche Rohrlichtweiten, welche vorgenanntes Mafs überschreiten, vorteilhaft schmiedeiserne Rohre, deren Wandung mit zunehmendem Drucke für einzelne Druckzonen meist von Atmosphäre zu Atmosphäre zu verstärken ist. Als Material wählt man Stahl oder bestes Flufseisen, oder Siemens-Martins Flufsstahl, entweder genietet oder gesch weifst, bezw. spiralgeschweifst. (Mannesmannnrohre.)

Nachdem jedoch diese Rohre bei grofsen Temperaturschwankungen sich merklich ausdehnen oder zusammenziehen, wird, falls nicht eine Reihe von Krümmern die Längsverschiebungen unschädlich macht, der Einbau von Kompensationsstücken erforderlich. Durch Überdeckung der Rohre können sehr grofse Temperaturschwankungen gemildert werden, insbesondere, wenn in der Leitung Quellwasser fiiefst, dessen Temperatur im Winter meist nicht unter -j- 4⁰ C herabsinkt.

35. Koiupeiisationsstiicke.

Für Einbringung von Kompensationsstücken, welche aus Kupferblech, zumeist in Form von Krümmern hergestellt werden und sehr teuer sind, kann keine bestimmte Norm angegeben werden. Sie richtet sich nach den klimatischen Verhältnissen und wie angedeutet, nach der Gesamtanordnung der Leitung, da auch schmiedeiserne Krümmer eine gewisse Streckung oder Zusammenpressung ertragen.

3(>. Erläuterung zu Tabelle II1 u. 2 Rohrkanäle mit eiförmigem und kreisrundem Profile.

Für Zuleitungskanäle zum Wasserschlosse werden, wie erwähnt, bisweilen Zementrohre in kreisrunder oder Eiform angewendet, letztere vorteilhaft dann, wenn der Durchmesser der zylindrischen Rohre gröfser als 0,5 m werden müfste.

In der Tabelle II1 u. 2 ist das reguläre allgemein übliche Profil für eiförmige Kanäle skizziert.

In diesem wird die Quadratfläche F = 0,51 h², der benetzte Umfang TJ — 2,64 h und der hydraulische Radius

R oder -jj- — 0,1932 h. Im allgemeinen kann letztere Zahl auf 0,193 abgerundet werden.

oder

: h.

F 0,1932

Man berechnet das Profil für vollständige Füllung.

Für dieses Profil wird der erforderliche Querschnitt

a) die lichte Höhe h

3_

- 1,27 / Q

6___

jh + 0,7

lOOO i

j 1000 i

h —(— 0,7

b) die Geschwindigkeit v = 0,96 h

In der Formel a bedeutet h die lichte Höhe des Eiprofiles; i das gewählte Gefall pro Meter, das vorteilhaft einer Minimalgeschwindigkeit von 0,6—0,75 m pro Sekunde entspricht.

Man wird also zuerst die Formel b auflösen, in welcher h wiederum die lichte Höhe bezeichnet (h = 3 r), wobei h durch Versuchsrechnung aus F = 0,51 /t² bestimmt wird, indem die Formel a ebenfalls nur durch Annäherungsrechnung zu lösen ist. Da ohne dies eine aufgerundete lichte Höhe gewählt wird, ist der Wert bald ermittelt. Zur Erleichterung der Rohrbestimmung ist im nachstehenden eine Tabelle II1 u. 2 aufgestellt, welche bei verschiedenen gebräuchlichen Höhen h den Querschnitt verzeichnet und damit auch bei Zugrundelegung der zu wählenden Geschwindigkeit das Wasserquantum, so daCs analog der Rohrdurchmesserbestimmung mittels der Tabelle I 1 u. 2 sofort der für die vorhandene Wassermenge nötige Querschnitt und damit auch die lichte Höhe gefunden werden kann. Eine Geschwindigkeit über 1,2 m wird für die Wasserführung meist deshalb nicht gewählt, weil die Rohrdichtungen diese nicht vertragen.

Wird ein Kanal ohne solche in Anwendung gebracht, z. B. bei durchgehender Mauerung oder Betonage, so kann v entsprechend gröfser gewählt werden.

Die gleiche Geschwindigkeit, wie beim voll laufenden Querschnitte F = 0,51 h² tritt bei kreisförmigen Rohren schon bei einem Wasserquerschnitte von 0,5 F und beim eiförmigen von 0,53 F ein. Bei einer Füllhöhe von 0,91 d — Kreisform — bzw. 0,94 h — Eiform gröfste Abflufsfähigkeit und ist diese um 8% bzw. um 6% gröfser als bei ganzer Füllung.

ergibt sich die

Die bei einem bestimmten Gefall eintretende Geschwindigkeit v ergibt sich aus nachstehendem:

Bezeichnet :

F den lichten Querschnitt in Quadratmetern,

V dessen Umfang in Metern,

jj den hydraulischen Radius,

l die in Betracht kommende Leitungslänge in Metern, v die sekundliche Durchflufsgeschwindigkeit »    »

g die Beschleunigung durch die Schwere = 9,81 m in Sek.2 Q = F ■ v die durchfliefsende Wassermenge in Sek.-cbm, w die Reibungshöhe, d. h. die zu Verlust gehende Druckhöhe, i — w : l das sog. Reibungsgefäll der Rohrachse, q den Koeffizienten der Reibungshöhe, d. h. das Verhältnis der Reibungshöhe zur Geschwindigkeitshöhe 1 qm Rohrumfangsfläche, 1 qm Rohrquerschnitt und 1 lfd. m Rohrlänge, so ist:

Iv 2 ^ r 2 g

. . W Q V²

und x — —r-

Lsr

gesetzt, ist v = c\ ri

(vgl. Seite 18—20, Abschn. 11 mit Tabelle 4)

und i oder h°/₀₀

= 0,15 (l +0,03    v².

(Siehe Seite 17, Abs. 10, Formel 1.)

(Der Koeffizient ist für die entsprechenden Geschwindigkeiten und Profilshöhen in der Tabelle II2 enthalten.)

Aus der zuletzt aufgeführten Formel kann auf sehr einfache Weise das in jedem Falle nötige Gefälle eines solchen Kanales berechnet werden und liegt dieselbe der Gefälls-berechnung der Tabelle II2 zugrunde.

Letztere macht daher jede weitere Gefällsberechnung

unnötig.

Wenn in aufserordentlich seltenen Fällen, also insbesondere dann, wenn an Gefall sehr gespart werden mufs, oder umgekehrt aus finanziellen Gründen ein kleines Profil gewählt werden mufs, für welches alsdann eine höhere Geschwindigkeit nötig wird, als 1,2 m pro Sekunde, mit welcher die Tabelle II1 u. 2 abschliefst, was unter einer später erwähnten Voraussetzung denkbar ist, so bietet die erwähnte Tabelle II2 die Möglichkeit-, mittels einer einmaligen, einfachen Multiplikation das für jede beliebige andere Geschwindigkeit erforderliche Gefall zu berechnen. Es wurde

zu diesem Behufe die Formel 7^⁰/o₀

— 0,15 (l+0,03 y)

v² für sämtliche Normalprofile berechnet und zwar unter

Weglassung der Endmultiplikation mit v². Das Resultat dieser Berechnungen ist in Tabelle II 2 in Kolonne 3 vorgetragen. (Ji %₀ = v² X • • • •) Das betr. Zahlenresultat wird demnach lediglich mit der zum Quadrat erhobenen neu gewählten Geschwindigkeit v, demnach mit v² multipliziert. Wie unter solchen Verhältnissen zu verfahren ist, soll im nachstehenden durch Beispiele erläutert werden.

Beispiel.

Es sollen ca. 150 1 Wasser durch einen eiförmigen Kanal sekundlich abgeführt werden und zwar auf eine Länge von 750 m. Das dieser Wassermenge entsprechende Profil ist h = 0,8 m und F — 0,3264, welches bei v — 0,5 m

163,2 1 Wasser fördert. Der Gefällsverbrauch ist 0,290 m pro 1000 m. Für 750 m = 0,22. Zur Verfügung seien jedoch nur 0,15 m. Es ist demnach ein gröfseres Profil zu wählen, ebenso eine Geschwindigkeit, welche einen kleineren Gefällsbedarf verursacht.

Schlotthauer, Wasserkraftanlagen.

Unter v = 0,3 wird wegen Ablagerung von Sand etc. nicht herabgegangen werden können.

Die Querschnittsfläche für h = 1 ist in der Tabelle mit 0,51 angegeben. Mit v — 0,3 multipliziert wird die Wassermenge 153 1 pro Sekunde, also eine entsprechende.

Für dieses v wird das nötige Gefälle nach der Formel

h o/₀₀ 0,15 ^1 -f- 0,03 -p-j v² bzw. nach Tabelle II 2 Kol. 3

0,897 X0>3² = 0,897 X 0,09 = rund 81 mm, somit weniger als erforderlich wäre. Wählt man v = 0,4, so ist v² — 0,16 und h⁰/oo = 0,897 X 0,16 = 0,1435 und für 750 m = 108 mm.

Demnach ist in beiden Fällen die Aufgabe im günstigsten Sinne gelöst und wird es davon abhängen, ob bisweilen ein gröfserer Wasserzulauf erfolgt und durch die dem Kanal sich anschliefsende Rohrleitung auch abgeführt werden kann, oder nicht, da bei v — 0,4 bereits 204 1 sekundlich zum Abflufs gelangen können. Auch ist zu beachten, ob die Leitungsführung eine ziemlich geradlinige ist, also starke Krümmungen in derselben nicht Vorkommen. Ist letzteres der Fall, so mufs auf den minimalen Gefällsgewinn verzichtet werden und ist das Gefälle von 108 mm vorzusehen.

Öfter, als im eben durchgeführten Beispiele wird es ' nötig sein, um an Kosten zu sparen, eine gröfsere Geschwindigkeit als die in der Tabelle angenommene von v — 1,2 m pro Sekunde anzuwenden, was möglich ist, wenn der Kanal durch eine kontinuierliche Betonage oder Mauerung hergestellt wird und reichliches Gefälle zur Verfügung steht.

Soll z. B. eine Wassermenge von 2 cbm oder 20001 durch ein normales Eiprofil von h = 1,5 m geführt werden, dessen Querschnittsfläche F = 1,1475 qm ist, so genügt ein v = 1,2 m nicht mehr und ist das entsprechende gröfsere

v zu ermitteln. Die Geschwindigkeit wird alsdann

= 1,742 oder rund 1,75 m.

Nach Tabelle II 2 ist 7i°/₀₀ für h — 1,5 m = 0,571 X 1,75² = 0,571 X 3,063 = 1,749. Ist die Leitung nicht 1000 m lang, sondern z. B. 850, so wird der Gefällsverbrauch

2,000

1,1475

1,49 m. Der Gebrauch der Tabelle führt also auch hier zu der denkbar einfachsten Berechnung.

Sollte in ungewöhnlichen seltenen Fällen ein gröfseres Profil als jenes mit h = 1,5 m nötig werden, so wird man durch Versuchsrechnungen unter Benutzung der in der Tabelle II1 u. 2 angegebenen Behelfe noch weit rascher zu einem Resultate gelangen, als durch Auflösung der Formeln a u. b zur direkten Berechnung von h bzw. v.

Die Tabelle II 2 zeigt, dafs einerseits mit zunehmender Gröfse von h bzw. F der Gefällsbedarf stetig um ein Geringes sinkt und bei erhöhter Geschwindigkeit steigt.

Sind also z. B. für die Kanalführung auf 1000 m Länge ca. 60 cm Gefälle verfügbar, so darf v keinesfalls gröfser werden als 1,0 m, da bei h = 1,5 m der Gefällsverlust für v = 1 bereits 0,571 m pro Mille ist.

Sollen nun ca. 4000 1 Wasser ein Profil von hx durch-fliefsen mit v — 1, so mufs die Quadratfläche ca. 4,0 qm grofs sein.

Nun ist F = 0,51 h². Würde versuchsweise h mit 3,0 m angenommen, so ist h² = 9 und 9 X 0)51 = 4,59 qm. Das Profil ist daher etwas zu grofs. Wählt man die Höhe mit 2,8 m, so ist h² — 0,784 und 0,51 X 0,784 = 3,998 qm oder rund 4,00 qm.

U = 2,64 X ä = 2,64 X 2,8 = 7,392 U    7,392

F — 3,998 u. -jjr =    = rund 1,85. Wird v — 1 gesetzt,

-T    o,yyo

so ist ho/oo 0,15 (1 + 0,03 X 1,85) 1,85 X l² = 0,633 X 1 = 0,633 m.

Es könnte demnach die Aufgabe als gelöst betrachtet werden, wenn der erforderliche geringe Mehrbedarf an Gefälle von 33 mm zulässig erscheint, was ja fast immer der Fall sein wird. Andernfalls wäre das Resultat von 0,633 statt mit v² — l² mit v² = 0,95² zu multiplizieren, so dafs der Gesamtverbrauch an Gefälle rund 0,57 würde. Man sieht jedoch an dem gewählten Beispiele sofort, dafs derartige ungeheuerliche Kanalprofile praktisch niemals zur Ausführung gelangen können und demnach eine Erweiterung der Tabelle über h = 1,5 m hinaus überflüssig wäre, da in solchen Fällen ein offener Kanal oder ein gröfseres Gerinne aus Holz, Eisen oder Beton etc. weit billiger zu stehen käme. Läfst sich eine Steigerung der Durchflufs-menge in einem Eiprofile lediglich durch Erhöhung der Geschwindigkeit erzielen, was ja, wie erwähnt, unter der Voraussetzung eines kontinuierlichen Kanals denkbar ist, so erhöht sich lediglich der Gefällsverlust und mufs im allgemeinen ein Projekt als unrationell bezeichnet werden, welches wegen einiger Zentimeter Gefällsgewinn gewaltige Mehrkosten verursacht. So läfst sich bei h — 1,5 m durch die Wahl der Geschwindigkeit v — 2,5 m die Wassermenge Q, welche bei v = 1,2 m 1377 1 beträgt, auf 2,5 X 1,1475 — 2869 1 steigern, wobei sich der Gefällsverlust /<%₀ auf 0,571 X 2,5² = 3,75 m erhöht, während er bei v = 1,2 m 0,822 beträgt. Insofern es sich um kurze Entfernungen handelt, z. B. bei Durchleitung von Wasser durch einen Bahndamm von vielleicht 40 m Basis, würde das erforderliche Gefälle nur 0,15 m betragen. Dabei ist noch zu berücksichtigen, dafs die eigentliche Wasserförderung sich um 6% erhöht, da der höchste Wasserdurchfiufs bei einem Eiprofile, wie erwähnt, bei 0,94 h erfolgt.

Es würde also in dem vorstehenden Beispiele die Wassermenge Q nicht 2869 1, sondern 3041 1 betragen. Für Kanalisierungen werden Eiprofile über das Mals von h — 1,5 nur selten gewählt und kann als Maximum für solche eine lichte Höhe von 2,0 m gelten. Nähere Erörterungen hierüber gehören jedoch in das Gebiet der Kanalisationstechnik.

37. Unterwasserkanäle für kleinere Wassermengen.

Ist z. B. bei Hochdruckturbinen mit starkem Gefälle nur eine geringe Menge von Unterwasser abzuführen, so wird entweder ein rechteckiger Kanal, der insbesondere im Turbinenhause überwölbt, und aufserhalb desselben meist abgedeckt wird, oder auch eine Rohrleitung gewählt und zwar meist aus Zementrohren in Eiform oder kreisrund. Die erforderlichen Berechnungen sind die gleichen, wie sie im vorausgegangenen geschildert wurden.

38. Schlußbemerkungen zu Teil I Wasserkraftanlagen.

Berechnung zu erwartender Tagwässer für die Regengebiete.

Um gröfsere Wasserkraftanlagen durchführen zu können, ist es häufig nötig, Flufskorrektionen vorzunehmen, deren Durchführung stets in einer Weise verlangt wird, dafs die korrigierte Strecke sich in den Rahmen einer künftig durchzuführenden Regulierung des gesamten Wasserlaufes dieses Flusses einpassen läfst.

Verursacht derselbe z. B. gefährliche Überschwemmungen, so wird man über kurz oder lang in die Lage versetzt werden, diesen Übelstand auf das geringste Mafs einzuschränken und sind daher Teilkorrektionen in diesem Sinne durchzuführen, damit ein späterer nochmaliger Umbau erspart wird.

Um nun zu wissen, wie grofs die zu erwartende Hochwassermenge ist, wurden in Wien ausgedehnte Beobachtungen gemacht und verzeichnet und dabei von dem Grundsätze ausgegangen, dafs Katastrophenhochwässer, welche vielleicht ein- oder zweimal innerhalb eines Menschenalters beobachtet werden, nicht in Berechnung zu ziehen sind.

Nachdem die in Niederösterreich gegebenen Verhältnisse auch für Deutschland und zwar insbesondere für Süddeutschland — ausnahmlich der Hochgebirgsgegenden angewendet werden können, empfiehlt es sich, die dort gemachten Erfahrungen hier bekannt zu geben.

Das Stadtbauamt in Wien rechnet seit .Jahren und zwar mit bewährtem Erfolge für seine Kanäle mit einer Stundenniederschlagsmenge von 20 mm. Dieses Wasserquantum wird wohl nur in äufserst seltenen Fällen überschritten. Bei kleinen Gebieten bis zu 1 km ² fiiefsen von diesem Stundenniederschlage je nach der Beschaffenheit des Bodens und der vorausgegangenen trockenen oder nassen Witterung 50—70% ab. Für das in Deutschland bzw. Niederösterreich vorliegende ebene und hügelförmige Gelände darf bis zu 1 km² Niederschlagsgebiet ein Prozentsatz von 0,5 angenommen werden. Dieser Abflufskoeffizient nimmt wesentlich ab, wenn die Gebietsgröfse wächst. Eine von Lauter -bürg aufgestellte Formel, welche sich auf 10 km² Gebietsfläche erstreckt, gibt ziemlich zuverläfsige Anhaltspunkte, um die erwähnte Abnahme der Stundenniederschläge bei zunehmender Gebietsfläche zu ermitteln und lautet dieselbe

für den Reduktionskoeffizienten p =

32

31 -f F

, wobei F das

Niederschlagsgebiet in km² bedeutet.

Die sekundliche Hochwasserabflufsmenge Q berechnet sich demnach:

F • 0,5 ç

0,02 X 1000000

3600

oder

88,89 X F 31 -\-F

Tabelle 5.

Bei einer Gebietsgröfse bis zu 1 km²

» » 2 »

» » 10 »

mit 3 cbm

14

16 »

3>

» 18 » 20 » 21

Liegen keine zuverläfsigen Beobachtungen über die Wasserabflufsmenge in Gebieten von mehr als 10 km² vor, so dienen zur Ermittelung der Normal- und Hochwassermengen von Flüssen und Bächen mit regulären Abflufs-verhältnissen die Formeln von Iszkowski:

$o = 0,2 y • Q Qi = 0,4 y • Q «2 = 0,7 y • Q Qs = Ch ■ m • h • F.

Hierin bezeichnet Qm = 0,0317 C • m • Ji • F das theo- ' retische Mittel aller während eines Normaljahres zutreffenden Wassermengen,

pro Sekunde in cbm

Q₀ die absolut geringste Wassermenge,

Q-l die gewöhnliche Niederwassermenge,

Q₂ das mittlere Normalwasser während der gröfsten Zeit des Jahres,

Qs das höchste bekannte Hochwasser,

F ist die Fläche des Regengebietes für den Flufs in km², h die mittlere jährliche Regenhöhe in Metern,

Ch ist der mittlere Jahresabflufskoeffizient.

Der Koeffizient y ist variabel und zwar:

1.    Nach der Bodenbeschaffenheit und Vegetationsart:

a)    für mittlere Bodengattungen und normale Vegetation ist y — 1 und steigt bis 1,5, wenn die Wasserläufe durch Seen oder Teiche reguliert sind;

b)    für durchlassende Bodenarten je nach dem Grade der Durchlässigkeit und im entgegengesetzten Sinne mit der Stärke der Vegetation, d. i. bei mehr durchlassenden Bodenarten mit schwächerer Vegetation und bei weniger durchlassenden Bodenarten mit stärkerer Vegetation ergeben sich die bezüglichen y = 0,4 bis 0,8, im Mittel 0,6 ;

c)    für undurchlassende Bodenarten, und zwar im Flachlande, ist z/ = 1 bis 1,5, im Hügellande mit der Abnahme der Vegetation sich verringernd auf 0,8 bis 0,5, im Gebirge analog dem obigen 0,6 bis 0,3. Bei kleineren Bächen in kahlem undurchlässigem Gebirge sinkt y auf Q herab.

2.    Nach der Gröfse des Niederschlagsgebietes.

Bei Gebieten bis zu 200 km² ist das unter 1 bestimmte y bei guter Vegetation im Quellengebiete um ca. 25% zu vergröfsern. Für Gebiete von 200—20000 km² ist y unverändert zu belassen

3.    Nach der Regen Verteilung.

Je gleichmäfsiger die Regen Verteilung ist, desto gröfser wird y, so zwar, dafs dasselbe in jenen

Gegenden, welche vom Meeresklima beeinflufst werden, um 50% steigt.

Bezeichnet Cm den normalen mittleren Jahresabflufs-koeffizienten zugleich als Charakteristikum der relativen Bodenerhebung und ist Ch der Abflufskoeffizient für Hochwasser, so sind aus der folgenden Tabelle die Werte der betr. Koeffizienten zu entnehmen.

Tabelle 6.

Lfd. Nr.

Cm

Terrainkategorien in topographischer Bezeichnung

Ch für den variablen Terrainzustand nach unten verzeich-neten Kategorien

Kate- Kate- Kate- Kategorie I gorie II gorielll gorielV

r-i CM

Moräste und Tiefland . .    0,2 0,017 0,030

Niederung und flache Hochebene

CO

0,025 0,040

CP

Teils Niederungen, teils

Hügelland......

Nicht steiles Hügelland .    .

Teils Mittelgebirge, teils Hügelland oder steiles Hügelland allein, z. B. Ardennen, Eifel, Westerwald 0,40 0,040 0,082 0,155 0,400 Odenwald und Ausläufer

größerer Gebirge im Mittel 0,45 0,045 0,100 <0,190 0,450 Bodenerhebungen, wie Harzgebirge, Thüringer Wald,

Röhn, Frankenwald, Fichtelgebirge, Erzgebirge, Lausitzergebirge, Wienerwald etc. im Mittel.....

0,030 0,055    —

0,035 0,070 0,125

cc

0,50 0,050 0,120 0,225 0,500

Bodenerhebungen, wie Schwarzwald, Vogesen, Riesengebirge, Sudeten .

0,055 0,140 0,290 0,550

CO

Hochgebirge, je nach Steilheit ........

Unter Kategorie I ist zu verstehen :

Stark durchlassender Boden oder gemischte mittlere Bodenarten mit üppiger Vegetation und Ackerland;

Kategorie II betrifft mittlere am häufigsten vorkommende Verhältnisse ;

Kategorie III undurchlassende Bodengattungen mit normaler Vegetation in steilerem Hügelland und Gebirge;

Kategorie IV sehr undurchlassender mit keiner Vegetation bedeckter Felsen oder gefrorener bzw. mit Schnee bedeckter Boden.

Tabelle 7.

Der Koeffizient m.

10

9,5

50

100

150

^    a*

H 05    ®

O to O O

1200

1400

1600

1800

Die aus der Formel für die Bestimmung der Hoch-wasserabflufsmenge berechneten Werte ergeben bei kleinen Niederschlagsgebieten meist zu kleine Wassermengen für Wolkenbrüche und andauernden ungewöhnlichen Landregen.

Es ist daher nachstehendes zu beachten:

a)    Bezüglich der mittleren Jahresregenmenge: bei kleinen Gebieten, und zwar in der Ebene, bis F = 100 km2 und im Hügel und Gebirgslande bis F = ca. 300 km² ist h entweder auf Grund der Hochwasseraufzeichnungen, falls es gröfser oder mindestens gleich 1 m ist, in die Höchstwassermengeformel einzuführen.

b)    Bezüglich des Abflufskoeffizienten C:

a) bei kleinen, von Grundwasser durchnäfsten Gebieten ist mit Ausnahme ganz aufserordentlich durchlassender Bodenarten bis zu 100 km² Ge-bietsgröfse an Stelle der Kategorie I die Kategorie II zu wählen;

ß) bei kleinen Gebieten und gröfseren Bodenerhebungen ist bis zu einer Gebietsgröfse von 150 km² die Kategorie II durch Kategorie III und von da an bis zu 1000 km² Gebietsgrölse durch eine Kombination der Kategorien II und III zu ersetzen ;

y) bei kleinen, bedeutendes Gefälle aufweisenden Gebieten bis zu 50 km² wird an Stelle der Kategorie III die Kategorie IV und von da ab bis zu 300 km² eine Kombination zwischen den Kategorien III und IV gesetzt.

Nachstehende tabellarische Übersicht gibt ein klares Bild über die Hochwassermengen, welche bei der Normalprofilbestimmung für Flufskorrektionen dem Stadtbauamte in Wien als Norm dienten.

Tabelle 8.

Laufende Nummer

Flufs

Flufsstelle, für welche die berechnete Abflufs-menge gilt

Gröfse des Niederschlagsgebietes in qkm

Sekundliche Hoch-wasserabflufsmenge in chm

hei

aufser-

ordent-

lichen

Hoch

wässern

für Gebiete unter

300 km² bei exzessiven Wolkenbrüchen

Spezifische sekundliche Hochwasser-abflufsmenge

cd

O H (M CO r-H tH rH tH

Ybbsflufs .    . bei Amstetten 1085

Kampf! ufs . .    » Hadersdorf 1720

Lainsitzflufs . an der Landes- 840 grenze bei Schwarzbacb b. Hippersdorf 390 » Stockerau » Wulzeshofen 500 » Drösing » Langenzers-dorf

Strögener Tafta » Frauenhofen 576 Perscblingbacb » Atzenbrugg Gr. - Tullenbacb » Tulln Kl.-

Zöbernbach.    .    » Kirchschlag

Schmidabach

Göllersbach

Pulkaubach

Zayabach

Donaugraben

446

590

70

!>

92

98

1127

595

311

135

86

115

114

45

57

165

170

80

S £ SS

r-T © ©

415

196

iß O) CO    S5    Ti<    ©    (N CO    t-    ©

» H (N    H    (ß    ©    CD CO    00    ©

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II. Teil.

W asserversorgungsanlagen.

(Die Wasserversorgung gröfserer Städte scheidet, entsprechend dem Zwecke dieses Buches, aus dem Bereiche meiner Erörterungen aus.)

Um die Bewohner von Ortschaften mit Trink- und Nutzwasser zu versehen, bedient man sich entweder der Hochquellenleitungen oder der Wasserhebung auf künstlichem Wege.

39. Hochquellenleitungen und Allgemeines über die Wasserbeseliaffung.

Wo die gegebenen natürlichen Verhältnisse es gestatten, das Wasser, welches für die zu versorgenden Orte nötig ist, ohne künstliche Hebung beizuleiten, kommen sog. Hochquellenleitungen in erster Linie in Betracht. Bei diesen wird das Wasser regelrecht gefafst, in einem Schachte gesammelt und von diesem aus direkt mittels einer Druckrohrleitung dem betreffenden Orte zugeführt, oder es wird zuerst in ein Hochreservoir eingeleitet, von welchem es in die Druckrohrleitungen abströmt. Eine derartige Anlage bedingt jedoch unter allen Umständen, dafs die Quellen, welche für die Wasserversorgung in Betracht kommen, eine hinreichende Schüttung haben und so hoch gelegen sind, dafs das Wasser an seinem Bestimmungsorte noch unter jenem Drucke zum Auslauf gelangt, der erforderlich ist, um in Brandfällen das Feuer noch wirksam bekämpfen zu können, ferner damit auch in den höher gelegenen Strafsen noch genügend Wasser in den obersten Stockwerken zur Verfügung steht. Wo solche Verhältnisse gegeben sind, und die Entfernung der Quellen von der betr. Ortschaft nicht zu grofs wird, ist eine Hochquellenleitung zweifellos die günstigste Wasserversorgungsart, da das zutage tretende Quellwasser meist rein, frisch und kohlensäurehaltig, daher zum Genüsse vorzüglich geeignet ist und keine Betriebskosten für mechanische Wasserförderung erwachsen. Allein nur wenige Städte sind von der Natur so begünstigt, dafs eine derartige Leitung ins Auge gefafst werden kann, häufig auch dann nicht, wenn die Leitungslänge eine sehr bedeutende wird.

Wenn sehr grofse Städte es zu unternehmen vermögen, das nötige Wasser mit dem erforderlichen Hochdrucke auf gewaltige Entfernungen in Rohren beizuleiten, so hat ein solches Vorgehen seine Berechtigung in dem Umstande, dafs alsdann auch ein Massenabsatz dieses notwendigsten aller Bedarfsartikel stattfindet und bei gröfstem Umsatz schon ein geringer Wasserzins die an sich sehr kostspielige Anlage rentabel macht. Für kleinere Städte wird eine sehr lange Leitung zu teuer, da das Wasser in dem ärmsten Haushalte so nötig und oft noch nötiger ist, als in den best situierten Kreisen und ein hoher Preis desselben vom nationalökonomischen als hygienischen Standpunkt aus zu verwerfen ist. Es mufs als ein verfehltes Prinzip bezeichnet werden, wenn einzelne Gemeinden aus einer Wasserversorgungsanlage eine tunlichst grofse Rente zu gewinnen suchen, da der scheinbar errungene Vorteil durch erhöhte Armenlasten und Mehraufwand für die Verpflegung unbemittelter Kranken etc. reichlich absorbiert wird.

Es ist daher bei jeder Wasserversorgungsanlage deren Ausführungsweise genau zu prüfen und sind die dabei entstehenden Kosten reiflichst in Erwägung zu ziehen.

Zu bedenken ist ferner bei Hochquellenleitungen, dafs bei zunehmender Bevölkerungszahl das betr. Quellwasser oft in kurzer Zeit unzureichend wird und neuer Zuflufs meist nicht mehr gewonnen werden kann. Aus dem Gesagten geht daher, wie erwähnt, hervor, dafs nicht nur ein sehr erhebliches Gefall, sondern auch eine reichliche Wassermenge zur Verfügung stehen mufs, soll mit Vorteil eine derartige

39. Hochquelleitungen und Allgemeines etc.

77

Leitung erbaut werden. Ebenso darf vom finanziellen Standpunkte aus die Leitungslänge nicht zu grofs ausfallen, wenn die betr. Ortschaften nicht mit dem Absätze sehr bedeutender Wassermengen rechnen können.

Solche Bedenken kommen in Wegfall, wenn kleinere Orte höher gelegene Quellen einleiten und als öffentliche Brunnen zum Auslauf für allgemeine Benutzung bringen. In derartigen Fällen genügt eine geringere Wassermenge und ein kleines Gefall, falls die Ortschaft nicht auf einem stark ansteigenden Gelände erbaut ist. Diese Wasserversorgungsanlagen haben jedoch nur ganz untergeordnete Bedeutung, da sie weder die erforderliche Bequemlichkeit noch genügenden Schutz gegen Feuersgefahr bieten. Da aber fast an jedem Orte in zivilisierten Staaten organisierte Feuerwehren existieren und deshalb stets eine Feuerspritze zur Hand ist, hilft man sich in Gemeinden mit solch primitiver Wasserversorgung gegen Feuersgefahr dadurch, dafs das Abwasser der laufenden Brunnen in ein oder mehrere grofse wasserdichte unter dem Terrain erbaute Becken eingeleitet und aufgespeichert wird und erst das überlaufende Wasser zum Ab-flufs gelangt. Diese Becken dienen dazu, die Feuerspritzen mit dem nötigen Wasser zu versehen, indem die Saugschläuche dort eingehängt werden. Dafs aber auch hei so einfachen Wasserversorgungen fachmännisch verfahren werden mufs, wird bei der Beschreibung einzelner charakteristischer Anlagen ersichtlich werden.

Es wurde bereits erwähnt, dafs die Entscheidung darüber, ob Hochquellenleitung oder künstliche Wasserhebung zu wählen sei, meist auf finanziellen Erwägungen beruht und daher genaue Kalkulationen vorauszugehen haben, vorausgesetzt, dafs für beide Fälle das nötige Wasser vorhanden ist. Eine Ausnahme machen, wie erwähnt, nur sehr grofse Städte oder Badeorte, welch letztere vielfach auf den Bezug von Quellwasser angewiesen sind, da der gröfste Teil des Publikums noch heute auf dem völlig unbegründeten Standpunkte steht, dafs Grundwasser, welches in geringer Tiefe erschlossen wird, etwas anders sei, als Quellwasser, das keine Gelegenheit fand, zutage zu treten. Häufig tritt der Fall

ein, dais in der Nähe von Städten sich starke Quellen finden, welche jedoch zu tief liegen, um direkt als Hochquellenleitung dienen zu können. In solchen Fällen empfiehlt es es sich, diese künstlich zu heben und auf Beileitung sehr entlegener Quellen zu verzichten, insbesondere, wenn zur Hebung der ersteren eine billige Wasserkraft zur Verfügung steht. Die neuesten Fortschritte der Technik, hauptsächlich auf dem Gebiete des Maschinenwesens geben jedoch die Möglichkeit, auch eine Wasserhebung mittels Motoren- oder Dampfbetriebes oder Elektromotoren so billig zu gestalten, dafs die Verzinsung des Baukapitals einschliefslich der Betriebskosten häufig einen geringeren Betrag erfordert als die Verzinsung der Baukosten für eine sehr lange Hochquellenleitung.

40. Grundwasser.

a) Allgemeines.

Sind zutage tretende Quellen überhaupt nicht vorhanden, so kann das nötige Wasser meist durch Auf schlief sung der Grundwasserströme gewonnen werden.

Man hat gefunden, dafs sich unter der Erdoberfläche mehrere Grundwasserzonen befinden. Deren oberste liegt in jener Tiefe, in welcher unsere Pumpbrunnen gewöhnlich abgeteuft werden, also meist 2—7 m unter der Erdoberfläche. Dieses Grundwasser ist lediglich Quellwasser, welches in kiesigen, sandigen oder sonst durchlässigen Schichten sich bewegt und keine Gelegenheit findet, in allgemein sichtbarer Weise zutage zu treten. Der zweite Grundwasserstrom findet sich in dem zerklüfteten Gesteine, welches sich bei den Bodensenkungen und -Erhebungen in der tertiären Periode vorfindet und meist die Unterlage des Diluviums bildet. Die Tieflage dieses Stromes ist eine wesentlich verschiedene und schwankt zwischen 30—50 m. Der unterste Grundwasserstrom wird erst in sehr grofsen Tiefen erschlossen und fällt für Wasserversorgungen meist aufser Betracht, da in solcher Tiefe das Wasser häufig zu warm und vielfach zu reich an mineralischen Bestandteilen ist, um es als Trinkwasser und zu den meisten gewerblichen Zwecken verwenden zu können. Auch erfordert dessen künstliche Hebung grofse Kosten.

b) Artesische Brunnen.

Dafs in der ersten und zweiten Grundwasserschicht sehr oft sog. artesische Brunnen erschlossen werden, ist bekannt. Ihre Entstehung erklärt sich dadurch, dafs das Wasser dieser Ströme nicht in konstanter Neigung fliefst, sondern stellenweise in dem gelockerten Gesteine etc. auch wieder emporzusteigen gezwungen ist, so dafs die Wasserbewegung den Gesetzen für Heberleitung folgt. Wird der Brunnen an einer tiefen Stelle der letzteren erbohrt, so steigt Wasser aufwärts und zwar nicht selten unter Erhebung über das Gelände hinaus. Sind diese Brunnen sehr tief, so sind dieselben nicht ganz zuverlässig, da sie oftmals infolge von Erdbeben, welche an der Oberfläche der Erde nicht mehr fühlbar sind, Abflufs in .die Tiefe finden und ausbleiben oder stark verunreinigt werden. Für die Praxis kommen artesische Brunnen häufig in Betracht. Da jedoch die Wassermenge derselben bei zunehmendem Auftrieb abnimmt, eignen sie sich fast niemals zur Benützung als H o c h quellenleitung, jedoch bieten dieselben die Annehmlichkeit, dafs das Wasser von oberirdisch aufgestellten Pumpen direkt angesaugt werden kann.

c) Ausnutzung der Grundwasserströme.

Liefert der oberste Grundwasserstrom genügendes und reines Wasser, so ist dessen Ausnutzung für Wasserversorgungszwecke bei künstlicher Hebung desselben ebenso günstig und gestaltet sich, wie bereits erwähnt, eine Wasserversorgungsanlage oftmals in finanzieller Hinsicht noch vorteilhafter als eine Hochquellenleitung. Die zweite Grundwasserströmung erfordert, falls artesischer Auftrieb bis zur normalen Saughöhe nicht eintritt, erhebliche Kosten, da für die Wasserhebung grofse ausgemauerte Schächte abzuteufen sind, in welchen die Wasserhebungsmaschinen auf Saugtiefe eingebaut werden müssen.

41. Flufswasser für Wasserversorgungsanlagen.

Vielfach wird in neuerer Zeit als letztes Hilfsmittel das Wasser der Bäche, Flüsse und Ströme auch Seen etc. zu

Wasserversorgungsanlagen nutzbar gemacht. Dasselbebedarf selbstredend der Filtration, im Sommer einer künstlichen Kühlung und ebensolcher Zuführung von Kohlensäure. Da derartiges Wasser meist in der Nähe gröfserer Städte vorhanden ist und zwar in reichlichster Menge, sind solche Anlagen im Bau verhältnismäfsig billig und vertragen daher sehr wohl die Kosten für die nachträgliche Wasser Verbesserung. Immerhin ist die Streitfrage, ob gesundheitsschädliche Bakterien in filtriertem Wasser erhalten bleiben, nicht definitiv gelöst und wird dasselbe beim Auftreten von Epidemien der Sicherheit halber meist auf den Siedepunkt erhitzt, dann künstlich gekühlt und mit Kohlensäure versehen. Der Mangel an Kalkgehalt läfst es trotz allem als minderwertig erscheinen, so dafs meist nur in zwingenden Notfällen zu solchen Anlagen gegriffen wird.

42. Versorgung von Städten mit gesonderten Trink-und Nutzwasserleitungen.

Ist gutes Trinkwasser gleichzeitig vorhanden, jedoch in ungenügender Menge, so wird es in solchen Fällen neben der Nutzwasserleitung als Trinkwasser gesondert zugeführt und den Bewohnern zugänglich gemacht und zwar meist in Gestalt laufender Brunnen mit geringfügiger Auslaufmenge oder unter Wassermesserkontrolle und Erhebung eines erhöhten Wasserzinses. Bei dem erwähnten Ausbruch einer Epidemie wird jedoch auch dieser Ausweg nur geringe Sicherheit gegen Verbreitung derselben bieten, da Unvorsichtigkeit, Leichtsinn und Böswilligkeit meist eine verhängnisvolle Rolle spielen. Dafs auch bei Verwendung von Flufswasser für die Wasserversorgung künstliche Hebung nötig ist, bedarf keiner weiteren Erörterung. Während bei Hochquellenleitungen nur zutage tretendes Quellwasser, oder solches, welches nur in geringer Tiefe unter der Erdoberfläche fliefst, in Betracht kommt, findet bei künstlicher Wasserhebung eine Benutzung von tiefliegenden Quellen, von Grundwasser der ersten und zweiten Schichte, sowie von See-, Bach- oder Flufswasser statt.

43. Bestimmung etc. — 44. Projektierung etc.

81

43. Bestimmung der erforderlichen Wassermengen.

Ehe die Art einer Wasserversorgungsanlage festgelegt werden kann, ist es nötig zu wissen, wie grofs der tägliche Wasserbedarf der betr. Ortschaft ist. Die bisher aufgestellten statistischen Nachweise geben hinreichende Anhaltspunkte über den unter gewissen Verhältnissen erforderlichen Wasserbedarf. Kleinere Orte, z. B. Dörfer ohne nennenswerte Industrie und ohne bedeutende Viehzucht, erfordern pro Kopf der Bevölkerung einen Wasserbedarf von 40—80 1. Ein Stück Grofsvieh bedarf ca. 701 Wasser, Kleinvieh, als Schweine, Schafe, Kälber etc. 201. Der Mehrbedarf an Wasser in Orten rnit lebhafter Viehzucht erhöht sich demnach von 40 1 pro Kopf auf jene Zahl, welche durch den vorhandenen Viehstand bedingt ist. Im allgemeinen genügt für solche Orte eine Annahme von 80 1 auf den Kopf der Bevölkerung. Kleinere Städte mit Ökonomiebetrieb und geringer Industrie verbrauchen 60—1201 pro Kopf. Städte bis zu 10000 Einwohnern mit gut entwickelter Industrie und Gewerbe sind mit 150 1 pro Kopf zu berechnen, grofse Städte mit 200—2501. Bei letzteren ist für kommunale Zwecke noch ein Zuschlag von ca. 30% zum Tagesbedarf zu machen.

In allen Fällen ist dem Wachstume gröfserer Städte Rechnung zu tragen und die Anlage dementsprechend zu projektieren. Vgl. nähere Angaben Seite 174—177.

44. Projektierung von Hoeliquellenleitungeii.

Soll z. B. eine Stadt mit 4000 Einwohnern und gutentwickelter Industrie mit Wasser versorgt werden und sind in der Nähe, sowie in einer entsprechender Höhe über dem höchsten Hause der Stadt, Quellen vorhanden, welche reichliches Wasser liefern, so ist vor allem der tägliche Wasserbedarf festzusetzen. Die Stadt hat seit Jahrzehnten an Bevölkerung zugenommen, und ist ein weiteres Anwachsen daher zu gewärtigen. Pro Kopf der Bevölkerung kann eine Wassermenge von 1501 angenommen werden. Es treffen somit pro Tag 6000001 oder 600 cbm.

Schlotthauer, Wasserversorgungsanlagen.

Nun ist die Schüttung der Quellen zu messen, ebenso die Höhenlage derselben über dem Hauptplatze und dem höchsten Punkte der Stadt genau zu bestimmen. Die Quellenmessung erfolgt zweckmäfsig mittels Einschaltung von Wassermessern innerhalb einer bestimmten Zeit und zwar tunlichst im Monat Oktober oder November bzw. im Winter bei strenger Kälte, woselbst die Quellen die geringste Wassermenge besitzen. Ist ein Wassermesser nicht zur Verfügung, so wird das Wasser mittels eines Rohres in ein geeichtes Gefäfs eingeleitet und an der Hand des Sekundenzeigers einer Uhr beobachtet, welche Zeit erforderlich ist, um das Gefäfs von einem bekannten Inhalte bei horizontaler Aufstellung bis zu der Eichmarke oder bis zum Überlaufen zu füllen. Ist die Wassermenge der einzelnen Quellen ermittelt, so werden die gewonnenen Resultate addiert und ergibt sich alsdann die gesamte Schüttungsmenge. Beträgt dieselbe beispielsweise 420 1 pro Minute oder 7 Sek.-Liter, so ist der tägliche Zulauf rund 605 cbm. Der Wasserbedarf kann also zunächst gedeckt werden. Nachdem das Gefälle zur Stadt von der am tiefsten liegenden Quelle erfolgten Messung mit dem Nivellierinstrument noch 54,3 m ergeben hat, ist auch die Höhenlage der Quellen eine entsprechende, dagegen ist einem ferneren Wachstum der Stadt keine Rechnung getragen und wird bei Feuersbrünsten der normale Wasserverbrauch erheblich überschritten werden, so dafs die Quellenschüttung unzulänglich wird. Es mufs also Abhilfe getroffen werden und bietet die Möglichkeit hierzu die Erbauung eines Hochreservoires.

45. Zweck der Hochreservoire oder Hochbehälter.

Es ist nachgewiesen, dafs nicht nur in den einzelnen Jahreszeiten, Monaten und Tagen, sondern auch in gewissen Stunden grofse Differenzen im Wasserbezuge auf treten und zwar wird der höchste Wasserverbrauch 1,3—1,6 des Tagesbedarfes, also im angenommenen Beispiele 7 X 1,3 = 9,1 bzw. 7 X 1,6 = 11,2 Sek.-Liter, während der Mindestverbrauch auf 0,6—0,9 tagsüber und auf 0,3 während der Nacht herabsinkt. Es ist klar, dafs durch Aufspeicherung des Wassers,

45. Zweck der Hochreservoire oder Hochbehälter.

83

welches insbesondere nachtsüber unbenutzt am Quellensammler abfliefst, der erhöhte Tagesbedarf reichlich ausgeglichen werden kann, wenn dieser Überflufs in einem entsprechend grofsen Hochreservoire angesammelt wird. Als Mindestgrölse eines solchen läfst sich ein Füllraum für ein Drittel des Tagesbedarfs annehmen, in Anbetracht der Bevölkerungszunahme empfiehlt es sich aber ²/₃ des Tagesbedarfes als Reserve zu wählen, demnach ²/₃ X 600 — 400 cbm.

Während der höchste Wasserbedarf sich auf die Zeit von morgens 6—8 Uhr, dann von 10—1 Uhr mittags und 6—8 Uhr abends, also auf 7 Stunden beschränkt und der normale Verbrauch auf 8 Stunden, ist der geringste von abends 8 Uhr bis morgens 5 Uhr, mit 9 Stunden anzunehmen. Daraus ist ersichtlich, dafs bei höchster Entnahme, d. i. dem Durchschnitt zwischen 1,6 -f-1,3 = 1,45 % des Tagesbedarfes benötigt werden und zwar 7 Stunden lang:

Der stündliche Verbrauch aus 400 cbm ist 25, der Zuflufs in 7 Stunden daher 175 cbm. Der Maximalverbrauch bei 1,45 des Zulaufes = 7,25 X 1>45 =>254 cbm, der Verbrauch aus dem Vorrat daher 254 — 175 = 79 cbm. In der Nacht während des Minimalverbrauches von 0,3 laufen in 9 Stunden zu : 9 X 25 = 225 cbm ; verbraucht werden 68 cbm. Der Überschul's ist daher 225 — 68 = 157 cbm. Es bleibt somit ein Mehrzulauf von 157 — 79 = 78 cbm als Reserve.

Bei normalem Wasserkonsum ist weder ein Überschufs noch ein Mehrverbrauch vorhanden, da die erforderliche Wassermenge stets zufliefst, der berechnete Überschufs von 78,0 cbm ist daher nicht nur vollständig ausreichend, sondern er gestattet noch zeitweise gröfsere Wasserentnahmen, z. B. in Brandfällen, und ist, von letzterem Falle abgesehen, morgens das Reservoir stets gefüllt und zwar auch dann, wenn bereits eine erhebliche Bevölkerungsvermehrung stattgefunden hat. Es ist in vorstehender Aufstellung der Umstand, dafs auch tagsüber ein Minderkonsum von 0,6—0,9 oder durchschnittlich von 0,75 des Normalverbrauches stattfindet, nicht in Betracht gezogen worden, weil es sich empfiehlt, die Verbrauchsmenge des Wassers tunlichst hoch zu bemessen, um für die Zukunft

gesichert zu sein und weil eine Ausscheidung zwischen normalem und geringem Konsum tagsüber für einzelne Stunden nicht wohl möglich wird, indem der Wechsel meist ein sprungweiser und zufälliger ist. Aus der aufgestellten Berechnung ergibt sich jedoch weiter, dafs die grundsätzliche Festlegung der Gröfse eines Hochreservoires im gegebenen Falle mit 400 cbm anscheinend zu hoch gegriffen ist. In Wirklichkeit ist das nicht der Fall, da jedes Hochreservoir periodisch gereinigt werden mufs und daher zwei Kammern für je die gleiche Füllungsmenge zu enthalten hat. Vor der Reinigung steht immer nur je eine Kammer in Benutzung, während die zweite für abnorme Wasserentnahme, z. B. in Brandfällen, als stets gefüllt verfügbar sein soll. Es ist jedoch, von dem erwähnten Falle abgesehen, Regel, dafs beide Kammern zu gleicher Zeit in Betrieb sind. Auch ist darauf zu achten, dafs ein Überlauf von der einen zur andern vorhanden ist, welcher etwas tiefer zu liegen hat als jener, welcher nach völliger Füllung beider Kammern in Wirksamkeit tritt. Die nähere Schilderung der Hochreservoire erfolgt später bei Beschreibung der Wasserleitungseinrichtungen.

Im angenommenen Beispiele ist also die Wassermenge und das Gefälle genügend. Der Wasserverbrauch kann durch Einbau von Wassermessern in jede Wasserabnahmestelle auf das zulässige Minimum beschränkt werden. Das Gefälle ist mit 54,3 m Höhe angenommen und beträgt die Entfernung bis zum Verteilungsnetze 4,3 km. Zur Bestimmung der Roh rlichtw eite und des Druckhöhen Verlustes bei einer be

stimmten Geschwindigkeit wurde bereits das Nötige in Teil I, Wasserkraftanlagen, Seite 53—56, erörtert. Da das Gefälle nicht allzu grofs ist, in der Stadt ein Druck von mindestens

Es wurde bereits bemerkt, dafs die zeitweise Wasserentnahme sich um die nahezu doppelte Wassermenge steigert

4,5 Atmosphären in Rücksicht auf die Höhenlage des Terrains und der Gebäude nötig ist und eine künftige Vergröfserung der Wasserentnahme nur durch Verkleinerung der Druck-höhe möglich sein soll, dürfen die Rohre nicht zu klein gewählt werden bzw. die Geschwindigkeit des Wassers nicht zu grofs.

gegenüber jener, welche dem Tagesdurchschnitte entspricht Man wird daher zweckmäfsig die Zuleitung für ca 15 Sek.-l bemessen, und zwar mit einer Geschwindigkeit v — 0,5 m. Die Rohre erhalten demnach auf Grund der Tabelle I 1 u. 2 200 m/m Lichtweite, der Druckhöhenverlust wird 0,164 pro 100 m und für 4,3 km = 7,05 m.

Die vor dem Verteilungsnetze vorhandene Druckhöhe wird demnach 54,3 — 7,05 = 47,25 m.

Von hier aus geht ein Strang durch die Hauptstrafse nach dem Marktplatze und je ein weiterer rechts und links in die Parallelstrafsen zu dieser Hauptstrafse. Der mittlere Strang erhält 150 mm Lichtweite und fördert bei v = 0,5 m 8,83 Sek.-Liter, die beiden Seitenstränge erhalten Rohre mit 125 m innerem Durchmesser und fördern einzeln 6,14 1 und zusammen 12,28 Liter.

Bis zum Rathause, woselbst der Druck noch mindestens

4,5 Atmosphären betragen soll, sind vom Ende des Zuleitungsstranges noch 900 m. Der Druckhöhenverlust für diese Strecke wird bei 100 m 0,22 m bei 900 m rund 2,0 m ; es verbleibt daher an der erwähnten Stelle eine wirkende Gefällshöhe von 47,25 — 2 = 45,25 oder rund 4,5 Atmosphären, wie es verlangt wurde.

Ist auf die gezeigte Weise festgelegt, dafs die Benutzung der vorhandenen Hochquellen tunlich ist, so kann erst zur Ausarbeitung des Projektes selbst geschritten werden. Der übliche Ausbau des Rohrnetzes nebst den erforderlichen Leitungsbestandteilen wird später geschildert werden.

46. Wasserfassungen.

a) Allgemeines.

Sollen vorhandene Quellen, gleichviel ob sie zu einer Hochquellenleitung dienen oder künstlich gehoben werden, für Wasserversorgungsanlagen Verwendung finden, so müssen sie zuerst regelrecht gefafst werden, Die Quellenfassung bezweckt eine dauernde Sicherung des betr. Quellenlaufes und einen verläfsigen Schutz gegen das Eindringen von Tagwasser und gegen Verunreinigungen. Es ist selbstverständlich, dafs jedes Wasser, welches zu Trink- und Nutzzwecken dienen soll, vorher chemisch auf seine Reinheit untersucht werden mufs und hat ein solches Vorgehen zu erfolgen, ehe an die Verwendbarkeit desselben zu Wasser Versorgungsanlagen gedacht werden kann.

Ist das Wasser frei von organischen Bestandteilen und weist dasselbe nur unbedeutende Spuren von Chloriden auf, so ist dasselbe noch zu prüfen, wieviel anorganische Bestandteile in demselben enthalten sind, und kommt für diese in erster Linie der Kalkgehalt in Frage. Allgemein besitzt Wasser mit n Teilen Kalk auf 100000 Teile Wasser den Härtegrad n. Für industrielle Zwecke empfiehlt sich ein Härtegrad bis zu 16 und für Trinkwasser bis zu 25°. Für Trink-und Nutzwasserleitungen sind jedoch mehr als 18 Härtegrade zu beanstanden, d. h. das betr. Wasser wird zwar der Gesundheit nicht nachteilig, jedoch ist es zu den meisten gewerblichen Zwecken ungeeignet, es ist, wie man zu sagen pflegt, zu hart. Hat demnach die Analyse ergeben, dafs das Wasser zu allen Zwecken verwendbar und insbesondere frei von organischen Stoffen ist, so mufs darauf Bedacht genommen werden, dafs es nach der Fassung in diesem Zustande erhalten bleibt. Entspringt eine Quelle im eigentlichen Flachlande und fliefst diese nicht so tief oder unter solchen Verhältnissen unter der Erde, dafs ein Durchsickern von Düngstoffen etc. nicht völlig ausgeschlossen ist, so ist sie wiederholt auf ihre Reinheit zu untersuchen, insbesondere nach Regenwetter und nach vorher erfolgter Düngung der Felder und Wiesen. Man setzt sich sonst der Gefahr aus, späterhin sehr unliebe Erfahrungen zu machen. Die geringste Wahrscheinlichkeit hinsichtlich der Verunreinigung bieten Quellen, welche am Fufse eines Hanges entspringen, dessen Rücken ein ausgedehntes Hochplateau als Regengebiet besitzt. Hier tritt das Tagwasser selten in direkte Verbindung mit den Quellen, welche alsdann in beträchtlicher Tiefe fliefsen und sollte das der Fall sein, so wird dasselbe infolge des Durchsickerns durch mächtige natürliche Filter gereinigt. Häufig wird auf weite Strecken oberhalb des mutmafslichen Quellenlaufes eine Waldkultur angepflanzt, bei welcher eine Düngung entfällt.

Ein solches Vorgehen ist insbesondere dann zu empfehlen, wenn die Quelle nicht direkt am Höhenrücken selbst entspringt, sondern in gröfserer Entfernung von demselben. Die Strecke von der Quelle bis zum Bergfufse wäre in entsprechender Breite zu bewalden, ev. ist zu untersuchen, ob diese Quelle nicht direkt am Hange erschlossen werden kann, was häufig, wenn auch in gröfserer Tiefe, gelingt. In vielen Fällen ist auch der Quellenlauf bezw. oberste Grundwasserstrom durch eine darüber gelagerte, wasserundurchlässige Schichte vor Verunreinigung geschützt.

Dafs an abfallenden Geländen mehrere Quellen zutage treten, ist oftmals zu beobachten. In solchen Fällen sind die einzelnen Wasseradern für sich zu fassen und bei der untersten in einen Quellensammler zu leiten.

Sehr oft treten die Quellen nicht als eigentliche solche zutage, sondern sie zeigen ihre Anwesenheit durch Versumpfung des an den Berg sich anschlief send en Geländes an. In diesem Falle ist auf die Breite der ganzen versumpften Strecke direkt am Fufse des Berges die Wasserfassung vorzunehmen.

b) Die Art der Quellwasserfassung. a) in Gestein.

Fliefst eine Quelle aus festem Gestein, also Felsen, so ist die Fassung eine einfache. Es werden alle lockeren Bestandteile vor dem Quellenausflusse sorgfältig entfernt, insbesondere Erde, Pflanzen, einzelne nicht kompakte Steine, dann wird eine Vertiefung von 1—3 qm Grundfläche je nach der Mächtigkeit der Quellenschüttung ausgehoben ; wenn möglich ohne Felssprengungen. Die Sohle des Aushubes wird betoniert, ebenso eine Sperrmauer, welche höher ist als der Quellenursprung, so dafs die Flügel an den Felsen, woselbst die Quelle entspringt, anschliefsen. Deren Wasser wird inzwischen durch eine Rohrleitung von der Baustelle abgehalten. Auf den Sohlenbeton werden bis über den Quellenauslauf innerhalb der Sperrmauern und dem Felsen grobe, gewaschene Kieselsteine oder Felsstücke eingelegt, zwischen welchen das Wasser zu zirkulieren vermag. An-schliefsend an diese Quellfassung wird unter Benutzung der Sperrmauer ein Schacht erbaut, dessen Sohle erheblich tiefer liegt als jene der Fassung, so dafs die Vertiefung als Sandfang dient. Der Auslauf des Wassers. erfolgt durch ein Rohr, welches mittels eines Absperrventiles verschliefsbar ist, während letzteres einen verzinnten Kupferseiher zu erhalten hat. Das Rohr wird in den Schacht einbetoniert oder eingemauert und ist der Auslauf so tief zu legen, dafs das abströmende Wasser keine Luft mehr anzusaugen vermag. Der fertig gemauerte Schacht, welcher mit einer Überlauf Vorrichtung in der Höhe des Quellenursprunges versehen werden mufs, wird wasserdicht mittels eiserner Vierung abgedeckt und verschlossen. Die Verbindung zwischen Fassung und Schacht stellen Einströmungsschlitze her, die im Beton oder dem Mauer werk ausgespart werden. Sind alle diese Arbeiten beendet, so wird die provisorische Wasserableitung entfernt und das Wasser in den Fassungsschacht geleitet. Auf den erwähnten groben Kies oder die Steinstücke wird feinerer, ebenfalls ge waschener Kies oder Schotter bis über die Höhe des Quellenausflusses aufgefüllt, oberhalb der feineren Kieslage erfolgt eine Betonage von 10—20 cm Dicke mit Mörtelüberzug bezw. Glattputz und oberhalb des letzteren ein ca. 50 cm hoher Lettenschlag. Das Ganze einschliefslich des Schachtes wird alsdann bis auf dessen Oberkante mit lockerem Material überfüllt, um einer Erwärmung des Wassers vorzubeugen, und begrünt. Häufig tritt an Stelle des Fassungsschachtes ein kleines Häuschen, welches über dem Wasserbecken erbaut wird. Eine derartig ausgeführte Fassungsanlage ist absolut sicher gegen Verunreinigung des Wassers. Zur Entfernung von Sand, welcher sich bisweilen am Boden des Schachtes ansammelt, ist meist noch eine Schlammleitung in letzteren einzubauen, welche vorteilhaft direkt mit der Überlaufleitung verbunden wird. Dieser Zweck wird dadurch sehr einfach erreicht, dafs nach dem Entleerungsschieber ein nach oben gerichtetes T Stück eingebaut wird, in welches ein Rohr bis auf Überlaufhöhe eingesetzt ist. An das erwähnte T Stück schliefst sich die Entleerungs- oder Schlammteilung an. Wird der Schlammschieber geöffnet, so tritt die

Überaichleitung aulser Wirksamkeit und fliefst das Wasser und Sand etc. ab. Eine Überstauung der Quellen ist gefährlich und daher zu vermeiden. Siehe Skizze!

ß) in Kiesschichten auf Lettenuntergrund.

Entspringt eine Quelle aus einem Kiesbecken, so ist die Fassung derselben nur dann eine leichte, wenn der Kies in geringer Mächtigkeit über jenem undurchlässigen Materiale lagert, welches das Wasser veranlafst, zutage zu treten und besteht dasselbe meist aus wasserundurchlässigen Letten, oder einem ähnlichen Materiale z. B. Tonmergel etc. Man hat in solchen Fällen das Wasser gegen seinen Ursprung zu verfolgen, das lockere Material zu entfernen und so tief zu graben, bis die wasserundurchlässige Schicht erreicht ist.

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Fig. 12. i

steigt letztere in der Richtung des Quellenursprunges an, So fällt die Umklammerung des Wassers mittels Sperrmauern, welche auf dem undurchlässigen Materiale fundiert sind, nicht schwer. Es sind die gegen den Quellenlauf sich zurückbiegenden Flügel nur so weit zu verlängern, bis die Oberfläche der Mauer höher als der ursprüngliche Wasserspiegel der Quelle liegt, so dafs diese keine Gelegenheit findet, seitlich zu entweichen. Ist die Kiesschicht mächtig und das Ansteigen des wasserundurchlässigen Untergrundes nur unbedeutend, so ist die Fassung meist schwierig und bei gröfster Vorsicht häufig noch riskant. Bei tiefem Aushub verfallen sehr leicht die Quellen, suchen neuen Abflufs und gehen verloren oder sind erst in erheblicher Tiefe unterhalb wieder zu finden, so dafs neben der vergeblichen Fassungsarbeit noch bedeutende Gefällsverluste entstehen. Man wird daher durch Bohrversuche zuerst die Untergrundsverhältnisse sorgsamst feststellen und insbesondere acht darauf geben, ob sich nicht zwischen eingelagerten Lettenzungen durchlässige Sandschichten befinden, die zu Trugschlüssen hinsichtlich der Tiefe der Fun-dationen für die Sperrmauern führen. Ergeben sich sehr ungünstige Resultate, so ist es Tätlich, genutete Spundwände bis zu jener Stelle einzurammen, woselbst die Bohrversuche die gröfste Tiefe des undurchlässigen Untergrundes erkennen liefsen, diese Spundwand im Anschlüsse an die Flügel vor der Quelle fortzusetzen und zu schliefsen und so ein Aus. laufen des Materiales, wie auch ein Verfallen des Wassers zu verhindern. Bei derartiger Fassung ist nach dem Einrammen der Spundwände lediglich der Humus und das unreine Material zu entfernen, die Quelle selbst zunächst in der früheren Höhe ohne jeden Stau von der Baustelle abzuleiten und dann erst mit der Ausgrabung jener Stelle zu beginnen, woselbst der Schacht einzubauen ist. Zeigen sich die Spundwände an dieser Stelle wasserdurchlässig, so sind sie mit Holz oder Moos abzudichten, ev. ist eine zweite Spundwand zu schlagen und der Zwischenraum derselben mit Letten auszustampfen. Kommt vom Boden Wasser, so sind die Spundwände noch tiefer zu schlagen. Ist der an die Spundwand anbetonierte Schacht, welcher in der Höhe des Quellenlaufes ebenfalls Einströmungsschlitze erhalten mufs, fertig gestellt und verputzt, so wird hinter diesen Schlitzen und der Spundwand der Kies sorgfältig ausgeschäufelt, an dessen Stelle sofort grober Kies in gewaschenem Zustande einge bracht und zwar auf die Höhe der betr. Schlitze, die in solchen Fällen sehr niedrig und dafür breiter zu halten sind, worauf die Spundwand hinter denselben durchbrochen, d. i. ausgestemmt oder ausgesägt wird. Über den Wasserspiegel hinausragende Spunddielen müssen auf dessen Höhe abgesägt werden. Der übrige Teil der Quellenfassung ist dann der gleiche, wie er vorher geschildert wurde. Auf die eingelegte grobe Kiesschicht wird kleinerer Kies eingebracht, dann folgt die Betonage mit glattem Verputz, endlich Lettenschlag und zuletzt die Überfüllung mit lockerem Material. Derartige ungewöhnliche Fassungen sind bei entsprechender Vorsicht als vollständig genügend zu bezeichnen, da eine Veränderung des Wasserlaufes in späteren Jahren ebenso wenig zu befürchten ist, als bei dem natürlichen Auslaufe der Quellen, indem in kurzer Zeit ein stabiler Zustand eintritt, der ein Gleichbleiben des Wasserlaufes bedingt. Als Material für die Spunddielen empfiehlt sich Eichenholz, das im Wasser niemals verfault.

y) Fassung von Quellen, deren Ursprung nicht deutlich ausgesprochen ist.

Es wurde bereits erwähnt, dafs die Anwesenheit von Quellen sich oftmals nur dadurch kundgibt, dafs das dem Gehänge sich anschliefsende Terrain versumpft ist.

Während zutage tretende Quellen auf ihre Schüttung untersucht werden können, ist ein solches Vorgehen in dem gegebenen Falle häufig untunlich, es sei denn, dafs Entwässerungsgräben gezogen sind, die in einen Sammelkanal münden, so dafs das Wasser in letzterem gemessen werden kann. Eine derartige Messung ist jedoch nur möglich, wenn das in dem Sammelgraben gegebene Gefälle so grofs ist, dafs das Wasser in demselben aufgestaut werden kann, ohne dafs der Stau sich auf die Entwässerungsgräben erstreckt. Wäre das letztere der Fall, so würde nur ein Teil des vorhandenen Wassers abfliefsen, der Rest die Quellen zurückstauen, so dafs ein ungenügendes Resultat entstünde. Man wird also häufig darauf angewiesen sein, die Fassung vorzunehmen, ohne Rücksicht auf die Wassermenge, im schlimmsten Falle aber immerhin noch den Zweck erreichen, ein nasses Grundstück durch gründliche Entwässerung verbessert zu haben.

Die Quellfassung ist unter solchen Verhältnissen nichts andres als eine rationelle Entwässerungsanlage. Der Letten oder feste Untergrund liegt bei versumpften Wiesen immer sehr nahe unter der Oberfläche, man wird also längs des Hanges auf die Breite der nassen Grundstücke einen regelrecht ausgeschachteten Graben ausheben, und zwar so tief, dafs die Drainagerohre sowohl, als die Überfüllung der letzteren mit Steinen an der Talseite noch im wasserundurchlässigen Boden liegen. Der Graben erhält gewöhnlich gegen die Mitte zu von beiden Seiten Gefälle, die an der Bergseite sich zeigenden Wasseradern werden, falls sie bedeutend sind, durch Einlegung von Rohren, unter Reinigung des Wasserlaufes von lockerem Material zum Hauptgraben geleitet, mit Steinen überdeckt und mit Lettenschlag ev. noch mit Beton und Lettenschlag gegen Tagwässer etc. gesichert. Kleine Wasserläufe werden durch Sickerdolen zugeleitet und ebenso überdeckt. Die einzelnen Rohre des Hauptgrabens werden nicht fest ineinander gefügt, sondern lose nacheinander verlegt, der Stofs mit groben Kieseln überdeckt, letztere wieder mit feinem Kiese, bzw. kann die Drainageleitung in ihrer ganzen Ausdehnung auf solche Weise hergestellt werden, dann folgt Lettenschlag von 40—50 cm Dicke und zuletzt die Überfüllung mit lockerem Material. Vom tiefsten Punkte der Filtergalerie wird das Wasser zum Fassungsschachte geleitet, der Rohrgraben soweit ausgehoben, dafs das erschlossene Wasser durch die Rohrleitung ungehinderten Abflufs findet, und ist Vorsorge zu treffen, dafs der Schacht trocken hergestellt werden kann. Seine Anordnung ist die gleiche, wie sie bereits geschildert wurde. Nach dessen Fertigstellung und Armierung wird das Wasser, welches während des Baues vorteilhaft mittels einer geschlossenen Rohrleitung durch den Schacht selbst geführt wird, durch Ausschaltung eines Flanschenrohrstückes im Innern des Schachtes in diesen eingeleitet. Die Messung der Wassermenge mufs vor Erbauung des Schachtes mittels der provisorischen Wasserableitung vorgenommen werden, damit im Falle eines ungünstigen Resultates nicht unnötige Mehrkosten entstehen.

47. Die Erschliefsung und Fassung etc.

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47. Die Erscliliefsung- und Fassung der oberen Grundwasserzone.

V or arbeiten.

Ehe an die eigentliche Wasserfassung geschritten wird, ist sowohl die Höhe des Grundwassers als auch dessen Stromrichtung zu ermitteln. Sind Pumpbrunnen in der Nähe vorhanden, was ja meist vor der Erbauung einer Wasserversorgungsanlage der Fall ist, so ist deren Wasserspiegelhöhe anzunivellieren, einzelne Brunnen sind auszupumpen und die Richtung des zuströmenden Wassers zu beobachten. Dann folgen Bohrversuche, und zwar tunlichst in einem Gelände, wo eine Verunreinigung des Wassers durch städtische schlechte Kanäle, Abortanlagen, Düngergruben etc., sowie durch den Rückstau von Flüssen und Bächen nicht zu befürchten ist. Die Brunnenanlagen müssen demnach abseits der Städte und des Alluviums gröfserer Flüsse angelegt werden. Der Brunnenabteufung haben Bohrversuche vorauszugehen, um sowohl das zu durchfahrende Material, als die Untergrundsverhältnisse und die Tiefe des Grundwasserstromes sowie dessen Richtung zu ermitteln. Die Bohrlöcher weiden in Abständen von 10 bis 20 m hergestellt, während die Brunnen in bestimmten Entfernungen, die sich durch die gegebenen Verhältnisse regeln, zu erbauen sind, vorausgesetzt, dafs die gemachten Voruntersuchungen ein günstiges Resultat erwarten lassen. Es empfiehlt sich zunächst, Röhrenbrunnen einzurammen, um das Wasser durch Auspumpen auf seine Menge prüfen zu können. Ist diese genügend und zeigt der in den Brunnen vorhandene und festzustellende Wasserstand an, dafs die Wasserförderung noch mittels direkten Ansaugens erfolgen kann, so sind erst die Brunnen zu erbauen, da deren Ausführungsweise von diesem Umstande abhängig ist. Die Tatsache, ob die erschlossene Wassermenge eine konstante ist, wird dadurch festgestellt, dafs bei den Pumpversuchen, welche ununterbrochen während 4 bis 6 Wochen durchzuführen sind, bei einer bestimmten Wasserförderung und gleichbleibenden Tourenzahl der

Fördermaschine und Pumpe eine weitere Absenkung des Wasserspiegels in den Versuchsbrunnen nicht mehr stattfindet. Die Entfernung der einzelnen Brunnen voneinander kann, wie erwähnt, nicht willkürlich gewählt werden, sondern sie ergibt sich aus genauen Beobachtungen. Wird ein Rohrbrunnen auf seine Wasserlieferung untersucht, so müssen dabei auch die Probelöcher, welche, wie erwähnt, mit Rohren auszuschachten sind, beobachtet werden, da es nicht ausgeschlossen ist, dafs der gleiche Grundwasserstrom nicht nur den betr. Brunnen, sondern auch mehrere andere Bohrlöcher speist, so dafs die Anlage von Brunnen an Stelle der letzteren überflüssig wird. Erst wenn durch Versuche an den einzelnen Bohrstellen festgesetzt ist, dafs das Wasser des einen Brunnens bei der gröfsten Absenkung des andern einen unveränderten Wasserspiegel beibehält, ist die Lage des zweiten bzw. dritten Brunnens etc. festgesetzt.

48. Saminelbruiinen und deren Verbindung mit den einzelnen Brunnen.

Da, woselbst der tiefste Wasserstand in den provisorischen Brunnen ermittelt wurde, ist der Sammelbrunnen anzulegen, dessen Durchmesser gröfser zu wählen ist, als jener der übrigen Brunnen, da derselbe zur öfteren Reinigung, Bedienung des Auslaufschiebers, Seihers etc. gut zugänglich sein soll. Die Verbindung der einzelnen Brunnen mit den Sammelbrunnen erfolgt am besten durch Kanäle, welche senkrecht zur Richtung des Grundwasserstromes als Stollen oder mittels regelrechter Ausschachtung offen eingebaut und so hergestellt werden, dafs in der Richtung gegen diesen Wasserlauf zahlreiche Einströmungsschlitze, die mit groben Kieselsteinen hinterfüllt werden, vorzusehen sind. Auf solche Weise kann der gesamte Grundwasser-strom zum Einlauf in den Sammelbrunnen gezwungen werden. Derartige ziemlich kostspielige Bauten finden jedoch meist nur Anwendung für die Wasserversorgung grofser Städte.

49. Bauart der Brunnen. — 50. Röhrenbrunnen.

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4Î). Bauart der Brunnen.

Für kleinere Orte genügt häufig schon die Erbauung eines einzigen Brunnens, wenn dessen Lage in Rücksicht auf das vorhandene Regengebiet richtig gewählt ist. Dieser hat alsdann einen Durchmesser von 1—3 m zu erhalten. Im allgemeinen übt der letztere auf die Wassermenge keinen wesentlichen Einfiufs aus. So liefert z. B. ein Brunnen von 0,4 m Lichtweite bei gleicher Tiefe und durchlässiger Brunnenwandung ²/₃ der Wassermenge, welche ein solcher mit 4 m Durchmesser abgibt.

Die Bauart dieser Brunnen ist meist eine kreisförmige. In der Tiefe des Grundwasserstromes werden ebenfalls gegen die Stromrichtung Einströmungsschlitze, deren Öffnungen mit groben Steinen hinterlegt werden, hergestellt. Die Brunnensohle mufs tiefer liegen als jene des Grundwasser Stromes, und zwar in wasserundurchlässigem Material. Zeigt sich aus der Sohle hervorströmendes Wasser und ist dessen Gesamtmenge so grofs, dafs eine weitere Brunnenabteufung unnötig wird, so kann durch senkrechten Einbau eines Filterrohres dieses Wasser nutzbar gemacht werden.

50. Röhrenbrunnen.

(Siehe Skizze Seite 121, Heberleitungen.)

Es genügt in vielen Fällen an Stelle eines bis auf die wasserundurchlässige Sohle hergestellten gemauerten Brunnens diesen nur bis auf die wasserführende Kiesschichte aufzumauern bzw. zu versenken und von dort aus eine Schmiedeisenleitung einzubauen, deren Ende aus einem oder mehreren Filterrohren besteht. Diese Rohre sind aus verzinntem Kupferblech zu fertigen. Um den Zutritt von Sand zu diesen Filterrohren tunlichst zu vermeiden, ist es nötig, von der Sohle des gemauerten Brunnens ab grofse Eisenrohre provisorisch abzusenken und das Material aus denselben entweder auszubaggern oder durch Kiespumpen etc. zu entfernen. Im Zentrum dieser Rohre wird alsdann die Rohrleitung mit den Filterrohren aufgestellt, der Zwischenraum zwischen den grofsen Rohren und letzteren

mit gewaschenem Kies ansgefüllt und alsdann die letzterwähnten grofsen Rohre wieder herausgezogen.

51. Sicherung der Brunnen gegen Tagwasser und Armatur derselben.

Wo Brunnen im Überschwemmungsgebiete liegen, ist die wasserdichte Aufmauerung über Terrain und über das höchste Hochwasser erforderlich. Die Abdeckung aller Brunnen mufs übergreifend sein, so dafs Tagwasser keinen Zutritt in dieselben findet. Die Wasserabführungsleitung hat, wenn keine künstliche Hebung beim Brunnen selbst vorzusehen ist, das Wasser somit mittels des vorhandenen natürlichen Gefälles in ein entferntes Saugreservoir fliefsen mufs, sich mittels eines T-Stückes bis zu den Filterrohren fortzusetzen, so dafs eine entsprechende Absenkung des Wasserspiegels im Brunnen erfolgen kann, und demgemäfs auch eine gröfsere Wassermenge abzufliefsen vermag. Das betreffende Rohrstück, welches als Anschlufs für eine derartige Gravitation — ev. Heberleitung — dient, wird am besten in Brunnen eingemauert und mit demselben versenkt. Hinter diesem FJanschenstück ist im Innern des Brunnens oder aufserhalb desselben ein Absperrschieber einzubauen. Im letzteren Falle ist dieser Schieber mit Einbaugarnitur zu versehen.

52. Erschliefsung der zweiten Grundwasserzone.

Es wurde schon eingangs erwähnt, dafs der zweite Grundwasserstrom bereits in beträchtlicher Tiefe zu suchen ist und zwar in zerklüftetem Gestein. Auch hier haben Bohrversuche vorauszugehen, wenn die Erbauung eines Brunnens beabsichtigt ist, und sind angesichts der bedeutenden Kosten die nötigen Vorarbeiten sehr exakt vorzunehmen. Die Bohrungen müssen in Röhren erfolgen, welche vernietet oder verschraubt und abgedichtet in die Bohrlöcher eingelassen werden. Ist das Gestein erschlossen, so werden zweckmäfsig Stofsbohrer mit Freifall verwendet. Wird die wasserführende Schicht erreicht, so ist in dieser ein Filterrohr einzusetzen. Die Rohrdimensionen dürfen anfänglich nicht

52. Erschliefsung der zweiten Grundwasserzone.

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zu klein gewählt werden, da sich die Rohre nicht selten im Bohrloche so fest klemmen, dafs sie nicht mehr herausgezogen werden können. In solchen Fällen ist in die gröfsere Rohrleitung eine kleinere einzuführen und das Profil des Bohrers dementsprechend zu verkleinern. Die Menge des zufliefsenden Wassers läfst sich nur bestimmen, wenn artesischer Auftrieb eintritt, so dafs Versuche analog jener für Brunnen der oberen Grundwasserzone durch fortgesetzte mechanische Wasserförderung gemacht werden können.

Tritt dieser Fall nicht ein, so ist nach Aufschliefsung der wasserführenden Schichte ein Schacht abzuteufen, der alsdann ausgemauert wird, wenn der Wasserzuflufs sich als genügend erweist. Das Pumpwerk mufs in der Saughöhe von höchstens 6—6,5 m eingebaut werden und ist daher der Schacht in etwas gröfseren Dimensionen auszuführen, event. ist für die Pumpwerksanlage ein sog. Seiten- oder Querschlag zu erbauen. Die Fördermaschine kann dort ebenfalls untergebracht werden. Da jedoch lange Dampfleitungen infolge der eintretenden Abkühlung des Dampfes, die selbst bei bester Isolierung nur beschränkt, niemals aber beseitigt werden kann, schlechte Effekte d. h. hohe Betriebskosten im Gefolge haben, der gleiche Fall aber auch dann eintritt, wenn die Maschine oberirdisch aufgestellt wird und lange Transmissionen in den Brunnen herabgeführt werden, ferner der Betrieb von Wärmemotoren üble Gerüche verbreitet, die sich dem Wasser mitteilen und die Luft im Schacht auch durch Erwärmung zu längerem Aufenthalt ungeeignet machen, wendet man in neuerer Zeit mit Vorteil Elektromotoren an, welche den Strom von oberirdisch aufgestellten Dynamomaschinen erhalten, wenig Raum erfordern und leicht zu bedienen sind. Für gröfsere Wasserversorgungsanlagen kommen jedoch derartige Tiefbrunnen nur im Notfall in Betracht, weshalb hier nicht weiter auf dieselben eingegangen werden will. Es sei nur noch darauf hingewiesen, dafs Schächte, in welchen Wasser in bedeutender Tiefe gehoben wird, bequem zugänglich, elektrisch beleuchtet und mit guter Ventilation versehen sein müssen.

Schlotthauer, Wasserversorgungsanlagen.

53. Wasserbescliaffung durch Benutzung von Bach-, Flufs- und Seewasser.

Soll das Wasser von Bächen, Flüssen oder Seen zur Wasserversorgung benutzt werden, so erfolgt keine eigentr liehe Wasserfassung und gestaltet sich für Seen die Entnahme anders als bei laufenden Gewässern. Dieselbe wird später kurz geschildert werden.

a) Wasser aus Bächen und Flüssen mit natürlicher Filtration.

Bäche und Flüsse, welche auf kiesigem, wasserdurchlässigem Untergrund fliefsen, können sehr oft zu dem erstrebten Ziele heran gezogen werden, ohne dafs es nötig wird, eine künstliche Filtration vorzunehmen.

Man kann vielfach beobachten, dafs bei Hochwasser der Flüsse in nahe- und tiefliegenden Grundstücken vollständig farbloses d. i. geklärtes Wasser auf steigt, das nichts anderes ist als Flufswasser, welches auf seinem Wege durch das natürliche Sand- und Kiesfilter sich von selbst gereinigt hat.

Dieser Vorgang wurde schon häufig benutzt, um auf sehr einfachem und billigem Wege eine beliebig grofse Menge Wassers zu erhalten, das keiner Filtration mehr bedarf. Zur Erreichung dieses Zweckes wird parallel zum Bache oder Flusse ein entsprechend grofses Kanalstück ausgehoben, dessen Sohle tiefer liegt als die Flufssohle. Der Abstand vom Flusse beträgt 40—50 m. Zeigt sich genügendes Druckwasser, was durch Pumpversuche ermittelt werden kann, so werden an der Flufsseite, und zwar hinter der in dieser Richtung aufzuführenden Kanalmauer, mit Einströmungsschlitzen grobe gewaschene Kieselsteine als Sickerdohlen eingelegt und alsdann die am anderen Ufer des Kanals nötige zweite Mauer, jedoch ohne Sickerungen und Schlitze, erbaut. Schliefslich wird der Kanal an beiden Stirnseiten ebenfalls mit Mauern versehen, überwölbt und überfüllt.

Ventilationskamine haben über diese Überfüllung hinauszuragen und dient ein Schacht mit Einsteigöffnung dazu, die Kanalstrecke zugänglich zu machen, zu welchem Behufe

53. Wasserbeschaffung durch Benutzung von Bachwasser etc. 99

auch ein Steg in demselben eingebracht ist, welcher sich über den höchsten Wasserstand erhebt. Die Breite solcher Kanäle ist gewöhnlich 1—2 m, die Länge bemifst sich nach dem erforderlichen Wasserbedarf. Die Stirnmauer des Kanales flufsabwärts schliefst an einen Schacht an, in welchen das mit Absperrventil versehene Abflufsrohr mündet und von welchem aus die Rohrleitung abzweigt, falls an Stelle dieses Schachtes nicht sofort das Saugbassin treten kann, welches meist direkt an die Pumpstation angebaut ist.

b) Künstliche Filtration.

Sind derartig günstige Verhältnisse nicht gegeben, so mufs durch Ableitung von Wasser aus dem Flusse oder Bache dieses direkt entnommen werden. Man wählt für solche Zwecke Flufsstellen oberhalb der Städte, woselbst das Wasser weniger verunreinigt ist, und der Flufs eine lebhafte Strömung insbesondere auf jener Seite besitzt, auf welcher das Wasser abgeleitet werden soll. Vorteilhaft wird der äufsere Strang einer Kurve benutzt, welche das Wasser beschreibt. Der Einbau niedriger Grundwehre wird nur selten, und zwar bei kleineren Bächen nötig werden, wenn die Anlage in der geschilderten Weise erfolgt. Eine kürzere Kanalstrecke führt das Wasser zu einem Schachte, von welchem aus dasselbe in die Filterbecken geleitet wird. Letztere sind in solcher Zahl anzulegen, dafs die periodische Reinigung der Filterbecken ohne Betriebsstörung erfolgen kann. Stuttgart besitzt z. B. 4 offene und 3 überwölbte Sandfilter mit je 700 qm und 3 weitere überwölbte mit je 1000 qm Filterfläche. Für kleinere Anlagen genügen in der Regel 3 Filter, deren eines für den Betrieb, das zweite als Reserve, das dritte für den Fall der Reinigung vorgesehen ist.

c) Herstellungsweise der Filter.

Die Einrichtung eines Filters erfolgt so, dafs auf der Bodenschichte, welche eine Drainageleitung zwischen gröfseren gewaschenen Kieselsteinen besitzt, in niedrigen Schichten immer kleiner werdender Kies bis zur Erbsengröfse und auf letzteren eine Sandschichte von 500—1200 mm Höhe einge-

bracht wird. Die in der Sohle liegenden erwähnten Drainagerohre vereinigen sich in eine in der Mitte eingelegte Sammelleitung, welche das filtrierte Wasser abführt. Die Filtration wird erst dann eine regelmäfsige, wenn sich oben auf dem Sande die sog. Filterschmutzhaut gebildet hat, die einer zu grofsen Wassergeschwindigkeit hinderlich wird. Die Bildung derselben kann dadurch beschleunigt werden, dafs das unfiltrierte Flufswasser einige Zeit über dem Filter steht, ohne dafs der Abflufs geöffnet wird. Vorteilhaft ist es, die Filteranlagen so anzuordnen, dafs das aus einem Filter gewonnene Wasser dem zweiten, tiefer liegenden zugeführt werden kann, falls die Klärung das erste Mal keine vollständige wurde. Die Höhe des über dem Filter stehenden Wassers soll 600 mm nicht überschreiten, die Tiefe des Filters unter dem angegebenen Wasserstande 1800 mm. Die Gröfse der einzelnen Filterbecken richtet sich nach dem Wasserverbrauche, und werden im nachstehenden die erforderlichen Anhaltspunkte hierfür niedergelegt.

Als praktische Grenze für die Druckhöhe Hmax gilt 800 mm, als wünschenswert wurden hier 600 mm angegeben. Das Verhältnis der erforderlichen Filterfläche B zu der Geschwindigkeit für die zu filtrierende Wassermenge v soll 36 000 nicht überschreiten. Demnach ist B : v = 36 000, wobei die Geschwindigkeit mit 100 mm pro Stunde einer Menge von 2,4 cbm Filtrat in 24 Stunden entspricht. Besser bewährt hat sich eine Filtratmenge von 1,5 cbm pro Stunde. Die Geschwindigkeit des zu filtrierenden Wassers regelt sich durch die dem Filter entnommene Menge und ist das Absperrventil so zu regulieren, dafs pro Quadratmeter in 24 Stunden nicht mehr als die erwähnten 1,5 cbm abfliefsen. Der auf solche Weise entstehende Stau verursacht ein langsameres Durchsickern des Wassers durch das Filter. Bedarf z. B. eine Stadt einer Wassermenge von 50 Sek.-Litern, so ergibt das eine solche von 180 cbm pro Stunde und wird jede einzelne Filterfläche 180 : 1,5 — 120 qm.

Der Boden der Filterbecken ist vorteilhaft in Gefall gegen den Ausflufs zu legen. Soll das so gewonnene Wasser auch zu Trinkzwecken verwendet werden, oder besteht die

Gefahr, dafs dasselbe entgegen den erlassenen Vorschriften hierzu benutzt wird, so ist eine stete Kontrolle des Filtrates hinsichtlich der in demselben enthaltenen organischen Stoffen und Bakterien vorzunehmen. Wird der meist durch Verordnungen geregelte Maximalgehalt an derartigen organischen Bestandteilen überschritten, so ist eine nochmalige Klärung vorzunehmen. Infolge dessen mufs mindestens ein Filterbecken in Reserve zur Verfügung stehen. Über den Wert solcher Anlagen wurde bereits eingangs das Erforderliche erwähnt.

54. Wasser aus Seen.

Wesentlich günstiger gestaltet sich eine Wasserversorgungsanlage aus tiefen Gebirgsseen. Binnenseen, welche verschlammt, seicht und nicht vollständig rein sind, liefern noch unbrauchbareres Wasser als Bäche oder Flüsse, da der solchem Wasser anhaftende faulige Geruch sich auch bei der Filtration nicht verliert und sich dasselbe sehr stark erwärmt, so dafs Verwesungsprozesse dadurch begünstigt und beschleunigt werden. Gebirgsseen bestehen meist aus reinem Quellwasser, das nur vorübergehend und an der Oberfläche bei starken Regengüssen eine Trübung erfährt und in gröfserer Tiefe frisch und meist frei von schädlichen Bakterien ist.

Art des Wasserfanges.

Soll solch ein See zu Wasserversorgungsanlagen Verwendung finden, so ist eine Stelle zu wählen, an welcher derselbe ziemlich tief ist, rasch abfallende Ufer besitzt und nicht zu nahe am Abflüsse oder an der Einmündung von Wildbächen liegt, da dort die vorhandene gröfsere Strömung den Untergrund bei starken Regengüssen angreift und trübt Der Schacht wird nahe am Ufer und zwar im Festland erbaut, von diesem aus der erforderliche Graben bis in den See ausgehoben resp. ausgebaggert und eine Rohrleitung aus elastischen Mannesmannrohren versenkt. Das Ende derselben ist auf einem Steinwurf, welcher dortselbst eingebaut wurde, aufzulagern, über welchen der Seiher hinausragt, ohne den Untergrund des Sees zu berühren. Je rascher das Ufer abfällt und je tiefer der Seiher liegt, um so günstiger wird die Anlage, da nachweislich die meisten Gebirgsseen vollständig schlammfreien Untergrund besitzen und die Trübung der Seen sich, wie erwähnt, nicht weit unter deren Oberfläche erstreckt, besonders wenn der Schacht nicht allzu entfernt vom Abflüsse ist. Das Wasser steigt von selbst in der so geschaffenen Heberleitung empor, wenn der höchste Punkt derselben noch tiefer liegt, als der Wasserspiegel im See. Bei niedrigstem Wasserstande jedoch ist Bedingung, dafs das Ausflufsrohr im Schachte um die Ge-fällshöhe tiefer liegt, als der Wasserspiegel des letzteren, und dafs am höchsten Punkte der Leitung eine selbsttätige Entlüftung eingebaut wird. Über die Anordnung einer solchen Heberleitung, welche unter Umständen auch über den Wasserspiegel des Sees bis zu einer gewissen Höhe aufsteigen kann, vergleiche Heberleitungen Seite 116—123. Auf solche Weise gewonnenes Wasser bedarf der Filtration nur in seltenen Fällen, ist frischer als Flufswasser und, wie erwähnt, der Gesundheit meist ohne Filtration zuträglich. Eine Verschlammung des Seihers ist ausgeschlossen, und dient derselbe mehr als Schutz gegen Fische etc., weshalb derselbe grofs und mit sehr kleinen Öffnungen herzustellen ist. Wird das Abflufsventlil unterhalb dieses Wasserspiegels im Schachte geöffnet, so senkt sich derselbe ab und ist die Differenz zwischen dem neu entstandenen solchen und dem früheren die Druckhöhe, welche für die Wasssereinströmung mafsgebend und nötig ist. Ist letztere z. B. 17 cm und die Entfernung vom Seiher bis zum Schachteinlaufe 20 m, so fliefsen durch Rohre von 225 mm Lichtweite bei einer Geschwindigkeit von 1,25 m pro Sekunde 49,7 Sek.-Liter Wasser zu. (Vergl. Tabelle 11 und 2.) Damit wären die gebräuchlichsten Methoden für Wasserfassung im allgemeinen erläutert und soll zunächst die künstliche Wasserhebung geschildert werden.

55. Künstliche Wasserhebung.

a) Allgemeines.

Dieselbe wird überall nötig, wo örtliche Verhältnisse die Anlage einer Hochquellenleitung verbieten. Die Wasser-

förderung erfolgt entweder durch direktes Pumpen in das Rohrnetz oder indirekt in ein Hochreservoir.

Werden

Quellen, welche für eine Hochdruckleitung zu tief liegen und deren Wassermenge knapp bemessen ist, zur Hebung benutzt, so ist ein Hochreservoir zu erbauen. Mangelt zu diesem Behufe ein nahes und hochgelegenes Gelände, auf welchem das Reservoir günstig angelegt werden kann, so ist ein Wasserturm zu erbauen, dessen Höhe so zu bemessen ist, dafs bei Feuersgefahr noch der erforderliche Hochdruck vorhanden ist. Die Erbauung von Wassertürmen mit grofsen Reservoiren ist jedoch sehr teuer und man wird sich auf das zulässige Minimum, d. i. ¹/₃ des Tagesbedarfes beschränken müssen. Die zur Verfügung stehende Wassermenge darf daher in solchen Fällen keine zu kleine sein. Bisweilen tritt der Fall ein, dafs in der Nähe der tiefliegenden Quellen oder Tiefbrunnen keine Erhöhung vorhanden ist, welche zur Unterbringung eines Hochreservoires geeignet wäre. Dagegen findet sich häufig am entgegengesetzten Ende der Stadt eine zu diesem Zwecke dienliche nicht zu entfernte Erhebung des Terrains. In solchen Fällen kommt natürlich der Bau eines Wasserturmes nicht in Betracht, sondern es wird das Hochreservoir am entgegengesetzten Ende der Stadt erbaut, das Wasser direkt in das Rohrnetz gepumpt und dessen Endstrang bis zum Hochreservoir verlängert, in welches er mündet. Bei solchen Anlagen fliefst nur das zeitweise in der Stadt überflüssige Wasser in dieses Hochreservoir. Letzteres versorgt alsdann zu Zeiten hohen Wasserverbrauches dortselbst bezw. während der Nacht, wo häufig das Pumpwerk aufser Betrieb ist, mit seinem aufgespeicherten Überschüsse die Stadt oder ergänzt das dort fehlende Wasser. Die für solche Anlagen nötige, sehr einfache Anordnung wird bei der Schilderung des Baues von Hochbehältern erläutert werden. Erwähnt sei jedoch hier, dafs der betr. Endstrang, welcher zum Hochreservoire geführt wird, gröfser sein mufs, als der Zuleitungsstrang vom Pumpwerke zum Rohrnetze. Sind am Ende der Stadt, also nahe an der Leitung zum Hochreservoir, parallele Strafsen, welche je einen gesonderten Rohrstrang besitzen, so werden diese

in einer Grölse gewählt, dais der Querschnitt beider zusammen jenem der Zuleitung zum Rohrnetze reichlich entspricht. Diese beiden Leitungen werden alsdann in die erforderliche gröfsere Steigleitung zum Hochreservoire eingeführt, welch letztere in den erwähnten Fällen, woselbst vom Überschüsse des Hochreservoires gezehrt wird, als eine Druckrohrleitung wirkt.

Ist eine für alle Fälle hinreichende Wassermenge zur Verfügung, die auch in der Zukunft dem Mehrbedarf zu decken vermag, so kann unter Umständen beim Vorhandensein einer Wasserkraftanlage als Betriebskraft für die Pumpen auf ein Hochreservoir überhaupt verzichtet werden. In diesem Falle genügt die Anlage eines sehr kleinen solchen, das alsdann lediglich als Druckregler zu wirken hat und eine Garantie gegen zu hohen Druck im Rohrnetze, welcher zu Rohrbrüchen und Beschädigungen der ganzen Anlage führen kann, bietet. Man hilft sich gegen derartige Übelstände auch durch Einbau von Druckreglern, welche bei höherer als normaler Spannung im Rohrnetze sich öffnen und Wasser zum Abflufs, und zwar meist in Kanäle, bringen. Alle derartigen Vorrichtungen sind jedoch nicht vollständig-verlässig, und ist, wenn möglich, ein kleines Hochreservoir, ev. sogar ein bis auf normale Druckhöhe auf die Leitung aufgesetztes Standrohr, vorzuziehen. Zu bedenken ist, dafs beim direkten Pumpen ins Rohrnetz ohne eigentliches Hochreservoir, welches den Nachtbedarf reichlichst deckt, die Pumpen und Turbinen die ganze Nacht im Betrieb sind und der Wartung bedürfen, so dafs Nachtablösungen eintreten müssen, bzw. ein zweiter Brunnenmeister erforderlich wäre. Die so erwachsenden Kosten werden häufig höher als der Zins eines Baukapitales für ein Hochreservoir, was durch einfache Gegenüberstellung der beiderseitigen Auslagen ermittelt werden kann.

So kostet z. B. ein Hochreservoir einfachster Art mit 2 Kammern durchschnittlich 30 M. pro cbm W'asserinhalt, demnach ein solches mit 400 cbm 12 000 M. Die Verzinsung des Baukapitales einschl. Amortisierung und Unterhaltung ist mit 6% zu rechnen, beträgt daher 720 M. pro Jahr. Um

diesen Preis wird ein zweiter Brunnenmeister nur selten erhältlich sein.

Ist keine Wasserkraft vorhanden und mufs mittels Dampfmaschinen, Motoren oder Elektromotoren das Wasser gehoben werden, so ist ein grofses Hochreservoir auch dann am Platze, wenn Wasser in reichlichster Menge zur Verfügung steht, da alsdann zu den vermehrten Personalkosten für den Nachtdienst noch die Betriebskosten der betr. Maschinen und solche für gröfsere Abnutzungen derselben treten. Auch mufs berücksichtigt werden, dafs bei ununterbrochenem Betrieb immer eine Pumpe und Antriebsmaschine in Bereitschaft zu halten sind, da sonst bei Defekten an denselben die Wasserförderung zum Stillstand gelangen oder zeitweise eingeschränkt werden müfste, was absolut unzulässig ist. Es vermehrt sich in diesem Falle daher auch noch das Anlagekapital so wesentlich, dafs in den meisten Fällen der Bau eines Hochreservoires rationeller wird. Erwähnt sei hier noch, dafs auch bei Wasserkraftanlagen eine anderweitige Betriebskraft als Reserve vorzusehen ist. Wo ein Versagen der Wasserkraft ausgeschlossen ist, soll mindesten eine zweite Turbine etc. als Reserve auf gestellt werden. Aus dem Gesagten geht hervor, dafs die Projektierung einer Wasserversorgungsanlage nach allen Richtungen hin wohl erwogen sein will und ein vollständig einwandfreies Projekt nur dann erwartet werden kann, wenn dessen Aufsteller mit den reichsten Kenntnissen und Erfahrungen ausgerüstet und ein sehr tüchtiger Kalkulator ist.

b) Wasserhebevorrichtung bzw\ Pumpstationen.

Es kann hier nicht der Platz sein, die neuesten Pumpkonstruktionen, welche für die Wasserversorgungsanlagen in Betracht kommen, zu schildern, und sei deshalb nur erwähnt, dafs im allgemeinen langsam laufende Pumpen mit einer Tourenzahl von 15—30 in der Minute vorzuziehen sind, da deren Abnutzung eine geringere und deren Gang ein ruhiger ist. Die Einführung von Elektromotoren zum Antrieb der Pumpen bedingt jedoch rasch laufende von denen sich einzelne Systeme recht gut bewährt haben.

Die grolse Tourenzahl der Elektromotoren würde nämlich infolge ungewöhnlich grofser Übersetzungen durch Vorgelege einen bedeutenden Kraftverlust bedingen, der nur durch erhöhte Arbeitsleistung der betr. Maschinen ausgeglichen werden kann, so dafs man häufig gezwungen ist, zu schnell laufenden Pumpen zu greifen. Nachdem in neuerer Zeit vielfach die Errichtung von Elektrizitätswerken Hand in Hand mit Wasserversorgungsanlagen mit künstlicher Wasserhebung erfolgt, wurden auch diese Pumpen erwähnt.

Im allgemeinen behilft man sich meist mit den ersterwähnten und zwar mit doppeltwirkenden Saug- und Druckpumpen, von welchen meist 2 in einen Druckwindkessel arbeiten, jedoch mittels Schieberstellung auch getrennt, also wechselweise, benutzt zu werden vermögen. Es ist daher z. B. beim Einbringen von Dichtungen oder bei Reparaturen der Pumpen nötig, dafs eine der beiden bereits das erforderliche Quantum Wasser, wenn auch unter einer vorübergehend höheren Tourenzahl, zu fördern imstande ist. Allerdings darf dabei die zulässige höchste solche nicht überschritten werden.

Die Bestimmung des Kolbendurchmessers ist ziemlich einfach und soll durch ein Beispiel erläutert werden.

c) Bestimmung der Kolben dur chmesser für die Pumpen.

Zwei doppeltwirkende Plungerpumpen arbeiten in einen Druckwindkessel gemeinschaftlich und liefern sekundlich 12 Sek-Liter in die Stadt. Die höchste zulässige Tourenzahl der Pumpe ist auf 20 festgesetzt. Wie grofs ist der Durchmesser jeder der beiden Plungerkolben anzunehmen, wenn je eine der kombinierten Pumpen bei 20 Touren mindestens 9 Sek.-Liter fördern soll, indem der durchschnittliche Wasserverbrauch nicht höher zu taxieren ist, die Hubhöhe 0,75 m beträgt und ein Hochreservoir wie auch ein Saugbehälter zum Abgleiche vorübergehend gröfserer Wasserentnahme vorhanden ist?

Hier ist zuerst die Leistung einer der beiden Pumpen bei dem gesuchten Kolbendurchmesser und der Geschwindigkeit von 20 Touren pro Minute und der Hubhöhe von 750 mm festzustellen. Eine doppeltwirkende Saug- und Druckpumpe fördert pro Tour, das ist bei zwei Kolbenspielen, die doppelte YVassermenge, welche dem Kolbendurchmesser und der Hubhöhe entspricht. Sind daher 20 Touren zulässig, so ist die angenommene Wassermenge von 9 Sek.-Litern innerhalb dieser zwanzig Touren dem Windkessel zuzuführen. Da pro Kolbenspiel die entsprechende und gleiche Wassermenge gefördert wird, erfolgen in der Minute 40 Wasserförderungen , oder in der Sekunde 40 : 60 = 0,666 .... rund 0,7 solche. Die Wassergeschwindigkeit v wird demnach pro Sekunde 0,7 m. Die Hubhöhe beträgt nicht 1,0 m sondern 0,75. Es ist daher ein Kolbendurchmesser zu wählen, dessen Wasserförderung bei v — 0,7 mit 0,75 multipliziert 9 Sek.-Liter ergibt. Zu dessen Ermittlung kann vorteilhaft die Tabelle I benutzt werden, welche bei v = 0,7 und der Wassermenge Q — 9,0 : 0,75 = 12,00 (rund) einen lichten Durchmesser von 150 mm entnehmen läfst, wobei genau 12,37 Liter Wasser gefördert werden. Das anscheinend etwas zu hohe Resultat ist in Wirklichkeit noch etwas zu niedrig, da die Geschwindigkeit von 0,666 .... auf 0,7 aufgerundet wurde, wie nachstehend gezeigt wird.

Die Querschnittsfläche, welche einen lichtem Durchmesser von 150 mm entspricht, findet sich in der Tabelle unter v = 1 m und = 0,17672 qm. Diese mit 0,666 .... multipliziert, ergibt bei 1,0 m Hubhöhe 0,1177 cbm oder bei 0,75 m 0,1177 X 0,75 = 8,8 Sek.-Liter statt der erforderlichen Menge von 9 Sek.-Liter. Praktisch genügt beim Vorhandensein eines Hochreservoires und in Rücksicht auf die bedeutenden Schwankungen im Bezüge des Wassers dieses Resultat vollständig und ist daher der ermittelte Kolbendurchmesser mit 150 mm beizubehalten. Im weiterem Verlaufe dieses Beispieles wird das genauere Resultat von 8,8 Sek.-Litern beibehalten.

Es ist nun zu ermitteln, welche Wassermenge beide Pumpen zusammen bei gleicher Hubhöhe und gleichem Kolbendurchmesser in 15 Touren pro Minute dem Druckwindkessel zuführen. Eine der Pumpen liefert 8,8 Sek.-Liter bei 20 Touren, demnach verhält sich 20 : 8,8 = 15 : x = 6,6 Sek.-Liter und beide zusammen 13,2 Sek.-Liter. Das so erhaltene Resultat wird demnach gröfser als die angenommene Zahl von 12 Sek.-Litern. Die Tourenzahl von 15 pro Minute wird daher zu hoch und sind 14 Touren vorzusehen, wobei 6,16 oder angenähert 12 Liter Wasser von beiden Pumpen sekundlich gefördert werden, genau 12,32. Es ist klar, dafs die Tourenzahl von 14 bis auf 20 erhöht werden kann, wenn beide Pumpen zusammen zu einer vorübergehend stärkeren Leistung angestrengt werden sollen und das erforderliche Wasser vorhanden ist.

Es kann demnach die Arbeit derselben bei 20 Touren auf 2 X 8,8 = 17,6 Sek.-Liter gesteigert werden. Damit ist die Grenze der Leistungsfähigkeit der beiden Pumpen zusammengezogen und ist ein Darüberhinaus derartigen Pumpen schädlich. Es ergibt sich aus letzterem Resultate auch die Gröfse jener Kraft, welche für die Wasserhebung in maximo in Verwendung zu kommen hat. Ist zum Beispiel der Höhenunterschied zwischen der gröfsten Saugtiefe und dem Auslaufe im Hochreservoir 52 m und beträgt der Druckhöhenverlust in der Leitung 7 m, so ist die für die Arbeitsleistung der Hebemaschine in Betracht zu ziehende Eörderungshöhe 59 m. Nimmt man den Kraftverlust in Maschine und Pumpe mit 25% daher deren Nutzeffekt mit 75% an, so

wird die maximale Arbeitsleistung

X 0,75 = 10,38

59X17,6 0,75

Pferdestärken, welche praktisch auf 12 PS erhöht wird, da häufig der in der Fördermaschine auftretende Kraftverlust die angenommene Höhe übersteigt und Krümmungen in der Rohrleitung, sowie der Durchgang des Wassers durch Schieber etc. einen höheren Kraftaufwand erfordern.

Bei dem grofsen Spielräume, welcher bei Wasserversorgungsanlagen hinsichtlich der Menge des zu fördernden Wassers gegeben ist, erscheint es nötig, darauf hinzuweisen, dafs bei Bestimmung des Kolbendurchmessers nicht ängstlich zu verfahren ist, und dafs insbesondere die Verluste an Wasser, welche in der Pumpe selbst durch Undichtheiten in den Ventilen und Dichtungen eintreten, in den meisten Fällen aufser Betracht bleiben können, wenn das vielfach erwähnte Prinzip befolgt wird, alle Dimensionierungen in

Rücksicht auf den stets steigenden Wasserbedarf nicht zu knapp zu bemessen.

Es wird daher die im vorstehenden Beispiele durchgeführte Kolbenberechnung nicht zu beanstanden sein. Nachdem jedoch bei Projekts Vorlagen häufig die Wahrung des strengwissenschaftlichen Standpunktes verlangt wird, soll im nachstehenden die Berechnung der Kolbenpumpen auf dieser Basis vorgeführt werden.

Ist v die Kolbengeschwindigkeit, D der Kolbendurchmesser, h der Hub — sämtliche Mafse in Metern ausgedrückt, F die Querschnittsfläche des Kolbens in Quadratmetern, n die Anzahl der Hube pro Minute und Q die Wassermenge in Kubikmetern pro Sekunde, und ist /.i der Verlust durch Kolben- und Ventilundichtheiten, so gilt für doppeltwirkende Pumpen die Formel:

D² 71

~irv’

vQ =

hieraus ist

und

-i

4 t-i Q

71 V

^    30 F h‘

Für einfachwirkende Pumpen:

D² 71

2 V Q — -j- v,

hieraus

= 1/M.

und

\ 71 V

In diese Formeln ist als Wert von /u einzusetzen:

=    5 0/o,

= 10%

für schlechte ausgelaufene .    .    .    1,15—1,20 = 15—2O°/₀.

Die Kolbengeschwindigkeit soll sich zwischen 0,25 bis 0,8 m pro Sekunde je nach der Gröfse der Pumpe bewegen.

für gut ausgeführte neue Pumpen für alte solche.......

1,05

1,10

Ventilkolben erhalten eine entsprechend geringere Geschwindigkeit. Die vorerwähnte Grenze von 0,8 m soll nicht überschritten werden.

Die Zeit t, welche für eine Tour, d. i. für die Vor- und Rückwärtsbewegung eines Kolbens erforderlich ist, berechnet sich aus der Formel:

2 nh 60 v'

Zu erwähnen ist noch, dafs der Druckwindkessel jene Gröfse erhalten soll, welche es gestattet, dafs die in demselben enthaltene komprimierte Luft mindestens dem 3 bis 6 fachen Volumen entspricht, welches in der Pumpe für die Wasserförderung vorhanden ist.

Da auch für den Wasserstand, welcher sich durch Mit-reifsen von Luft durch das Wasser stets im Windkessel vermehrt, ein beträchtlicher Raum erforderlich ist, wenn eine stete Luftzuführung zu demselben vermieden, bzw. die Bedienung der Pumpen vereinfacht werden will, wird häutig die Gröfse des Druckwindkessels so gewählt, dafs er den doppelten Rauminhalt dessen zu fassen vermag, was die angeschlossenen Pumpen in einer Minute fördern. Die Saugwindkessel erhalten bei kurzen Leitungen das 5—10 fache Volumen der Pumpe, bei langen das 10—15 fache.

Über die Armierung des Druckwindkessels, der je nach dem vorhandenen Drucke entsprechend stark aus Eisenblech zu fertigen und mit Wasserstandsglas, Manometer, Probierventilen, Sicherheitsventil und Luftfüllpumpe zu versehen ist, soll hier nichts näheres erwähnt werden, ebenso sei nur kurz angedeutet, dafs die Saugwindkessel Wasserstandsglas, Vakuummeter, Luftzulafsventil und Vorrichtung zum Absaugen der Luft erhalten müssen.

Wie auf Seite 82—85 erwähnt wurde, steigt der durchschnittliche tägliche Wasserbedarf bis auf 1,6 des normalen solchen, der hier mit 12 Sek-Litern angenommen wurde. Die Pumpe wäre daher nicht imstande 12,0 -)- 0,6 • 12 =

19,2 Sek.-Liter zu fördern, da 17,6 als Maximum bezeichnet wurde. Nachdem jedoch das Vorhandensein eines Hochreservoirs vorausgesetzt ist, wird die Leistung der Pumpe

eine mehr als ausreichende, zudem als der Wasserverbrauch über die Normalwassermenge zwischen 1,3 und 1,6 sich bewegt, im Durchschnitte daher nur 1,45 ist. Legt man diesen Prozentsatz der Berechnung zugrunde, so ist der mittlere höchste Wasserverbrauch 12,0    0,45 • 12 = 17,4,

entspricht also fast genau der Pumpenleistung, so dafs auch ein kleines Reservoir, welches nur als Druckregler zu betrachten ist, genügen würde.

d) Einrichtung der Pumpstation.

Jede Pumpstation hat in geeigneten Lokalen die Betriebsmaschinen, Transmissionen, Pumpen, meistens auch Wohnung für den Brunnen- oder Maschinenmeister sowie die zu einem geregelten Betriebe erforderlichen Hilfsapparate zu besitzen. Ist ein Hochreservoir vorhanden, so ist dasselbe telephonisch mit dem Maschinenhause zu verbinden und ist zu diesem Zwecke an beiden Orten je ein Telephonapparat aufzustellen, mindestens jedoch für das Hochreservoir ein tragbarer bereitzuhalten. Ein elektrischer Wasserstandsfernmeldeapparat mufs die jeweiligen Wasserstände dortselbst von 5 zu 5 cm oder mindestens von 10 zu 10 verzeichnen, so dafs der Maschinist in der Pumpstation dieselben in leicht ersichtlicher Weise vor Augen hat. Bei höchstem Wasserstande, also beim Beginn des Überlaufes und dem zulässig niedrigsten — gewöhnlich bei ¹/₃ der normalen Füllung — hat aufserdem ein Alarmsignal in Wirksamkeit zu treten, das häufig auch noch in die Polizeiwachstube etc. eingerichtet wird, um eine Kontrolle über den Maschinisten zu erhalten. Mit dem Wasserstandsanzeiger wird vorteilhaft noch ein Registrierapparat über den Wasserverbrauch verbunden, welcher letzteren selbsttätig durch Aufzeichnung von Verbrauchs- und Zeitkurven darstellt.

56. Der Bau und die Armierung der Hochreservoire.

Nachdem deren Zweck und die erforderliche Gröfse durch vielfache Hinweise bereits geschildert wurde, erübrigt nur noch die Bauart dieser wichtigen Bestandteile einer geordneten Wasserversorgungsanlage und deren Armierung zu schildern.

Die Lage derselben ergibt sich durch die Terrainverhältnisse, und sei hier nur kurz wiederholt, dafs bei Hochquellenleitungen das Reservoir sehr nahe an den Quellensammler zu rücken ist. Letzterer besteht aus einem Schachte, in welchen die Leitungen von den einzelnen Quellenfassungen münden, daher meist vor der am tiefsten liegenden herzustellen ist und häufig durch eine Zwischenmauer vom Quellfassungsschachte getrennt ist, mit letzterem daher vereinigt wird. Der Sammelschacht hat Über- und Leerlaufleitung in der für Quellenfassungen geschilderten Weise zu erhalten. Es empfiehlt sich sicherheitshalber, die Leitung vom Sammelschachte zum Hochreservoire so herzustellen, dafs das Wasser mittels einer sog. Umgangsleitung durch Schieberstellung mit Umgehung des Hochreservoires direkt der betr. Ortschaft zugeführt werden kann. Die Höhenlage des Hochbehälters mufs bei Hochquellenleitungen so bemessen werden, dafs das Wasser vom Quellsammler noch mittels des erforderlichen Gefälls kurz oberhalb des Wasserspiegels in dieses Becken einfliefst. Man setzt vorteilhaft das Hochreservoir so in das Gelände, dafs der dem Quellsammler zunächst liegende Teil desselben bis auf Gewölbehöhe ganz im Terrain liegt Der über letzteres emporragende Teil desselben wird ca. 1 m hoch, mit lockerem Material überfüllt und alsdann die obere Anschüttungsfläche sowohl als die Böschungen begrünt, uud letztere mit Bäumen und Sträuchern bepflanzt. Der Wasser-einflufs erfolgt bei Hochquellenleitungen an der dem Quellsammler zunächst gelegenen Stirnseite, der Abflufs an der entgegengesetzten. Zur Unterbringung der Absperrventile, der Schwimmervorrichtung für den elektrischen Kontakt zur Registrierung des jeweiligen Wasserstandes, des Téléphonés, bezw. der Anschlufsvorrichtung für ein tragbares solches, ist ein Schacht zu erbauen, in welchen die Abflufsrohre aus den beiden Kammern münden. Derselbe wird an der dem Einlaufe gegenüberliegenden Stirnseite erbaut und erhält seinen Zugang entweder durch eine über die Anschüttung hinausragende Schachterhöhung mit Mannloch und Einsteigleiter, oder mittels einer Türe in der Sohlenhöhe des Schachtes. Letztere Anordnung bedingt die Herstellung von Flügeln, an welche sich das angeschüttete Material an Stelle der Böschung anlehnt. Das Reservoir selbst mufs in beiden Fällen vom Schachte aus zugänglich gemacht sein und wird sehr oft die Scheidemauer für beide Kammern eingefriedigt und als Steg benutzt. Jede Kammer mufs eine Skala zum Ablesen des Wasserstandes besitzen und für Reinigungszwecke mittels einer Eisenleiter oder Steigeisen zugänglich sein. Der bei Schilderung des Zweckes der Hochreservoire bereits erwähnte Überlauf von einer Kammer zur andern wird durch eine Vertiefung der betr. Zwischenwand, welche direkt am Schachte beginnt, mit einer Eisenplatte überdeckt und so gangbar gemacht wird, hergestellt. Bisweilen wird auch ein entsprechend weites Rohrstück in diese Mauer eingebettet.

Dafs auch für das Hochreservoir Überlauf und Grund-ablafs, und zwar in der gleichen Anordnung, wie sie bei den Quellenfassungen geschildert wurde, nötig wird, ist selbstredend, und ist für einen geregelten Wasserabflufs Sorge zu tragen.

Das Material, aus welchem ein Hochreservoir zu erbauen ist, besteht entweder aus Beton oder Quadern, welch letztere wasserundurchlässig und wetterbeständig sein müssen. Im ersteren Falle ist Sohle sowohl als Seitenwände auf Überlaufhöhe sorgfältigst wasserdicht zu verputzen, in letzterem sind die Fugen ebenso mit Portlandzement zu dichten. Die Sohle besteht fast immer aus Beton. Die Gewölbe werden meist als Halbkreis- oder Segmentbogen ausgeführt, häufig aus Beton zwischen T-Trägern. Die Oberfläche ist mit glattem Portlandzement verputzt zu versehen, um dem Einwachsen von Pflanzenwurzeln und Eindringen von Tagwasser etc. vorzubeugen.

Jede Kammer hat mindestens zwei Dunstkamine zu erhalten, welche über die Anschüttung hinausragen und so abgedeckt sind, dafs dieselben nicht zu böswilliger Verunreinigung des Wassers mifsbraucht werden können. Zu diesem Zwecke wird unterhalb des Hutes, welcher das Rohr um 10—20 cm nach abwärts überragt, ein feines Messinggitter eingebracht. Die Abflufsrohre erhalten Kupferseiher und ist unter diesen die Reservoirsohle vertieft. Wo das Grund-ablafsrohr von den Kammern abzweigt, ist eine gröfsere Ver-

Schlotthauer, WasserVersorgungsanlagen.

tiefung (Sumpf) herzustellen, gegen welche jede Kammer all-seitiges Sohlengefälle besitzt, damit der Schlamm gründlich entfernt werden kann. Die Überlauf-Grundablafs- und Ab-flufsrohre vereinigen sich in dem Schachte zu einer einzigen Leitung und ist durch den Einbau der erforderlichen Absperrventile dafür Sorge zu tragen, dafs im Bedarfsfälle jede der genannten Leitungen für sich in Funktion treten kann.

57.    Anordnung der Hochreservoire bei künstlicher Wasser-hebung mit Zuleitung direkt von der Pumpstation aus.

Befindet sich das erschlossene Wasser am Fufse eines Höhenrückens, so wird meist auf diesem das Hochreservoir erbaut und ist alsdann eine eigene Steigleitung zu demselben erforderlich, welche häufig mit dem Zuleitungsstrange zur Stadt in den gleichen und alsdann verbreiterten Graben verlegt wird. In solchen Fällen wird das Wasser zuerst in der entgegengesetzten Richtung in bezug auf die Lage der Stadt geführt, was natürlich den Bau wesentlich verteuert. Derartige Anlagen unterscheiden sich hinsichtlich des eigentlichen Hochreservoires nicht von jenen, welche für eine Hochquellenleitung zu erbauen sind und im vorgehenden geschildert wurden. Der Zuleitungsstrang verteilt sich wie bei diesen im Schachte in die erforderlichen Abzweige für die betr. Kammern. Die Zuleitungsrohre werden im Schachte bis über die Wasserspiegelhöhe emporgeführt und mittels je eines Bogenrohres, welches in die Scheidewand zwischen Schacht und Reservoir eingemauert wird, in die Kammern eingeleitet. Die Wasserabflufsrohre beginnen in solchen Fällen am entgegengesetzten Ende der Kammern, um eine Wasserzirkulation herzustellen.

Im übrigen ist die gesammte Armierung und bauliche Anlage wie erwähnt gleich der vorbeschriebenen.

58.    Hochreservoire hei künstlicher Wasserhebung mit Zuleitung vermittelst des Stadtrohrnetzes und eines

Endstranges.

Es wurde früher darauf hingewiesen, dafs in jenen Fällen, woselbst nahe an den Pumpstationen keine geeignete Terrain-

58. Hochreservoire bei künstlicher Wasserhebung etc. 115

erhebung vorhanden ist, während sich am entgegengesetzten Ende der Stadt eine solche vorfindet, das Wasser direkt in das Rohrnetz gepumpt wird, und dafs zu diesem Zwecke nur eine Verlängerung der Leitung bis zum Hochbehälter vorgesehen wird. Diese Anordnung ist wesentlich günstiger als die vorerwähnte, da die Stadt erstens frischeres und kohlensäurereicheres Wasser tagsüber erhält und die Zuleitung zugleich Druckleitung wird, wenn das Wasser, welches die Pumpen fördern zeitweise nicht ausreicht, oder die Wasserförderung z. B. nachts gänzlich eingestellt ist. Es entfällt daher eine der vorerwähnten beiden Leitungen vollständig, so dafs die Anlage auch noch billiger wird. Ist daher die betr. Ortschaft von beiden Seiten durch entsprechend hohe Hügel oder Berge begrenzt, so wird die Herstellung einer getrennten Steigleitung unter Umständen auch dann entfallen hönnen, wenn der Höhenrücken, auf welchem alsdann das Hochreservoir zu erbauen ist, nicht allzu entlegen ist. Die Entscheidung über die erforderliche Art der Anlage ist alsdann meist vom finanziellen Standpunkte aus zu fällen.

Liegt eine Stadt in ihrer Längsrichtung an einem Höhenzuge, so kann selbstredend die Leitung zum Hochbehälter auch von der Mitte der Stadt aus und zwar senkrecht zur Längsrichtung des Hauptrohrstranges erfolgen. In diesem Falle wird der dort vorhandene Rohrstrang meist noch einen Durchmesser besitzen, der ohne Verbindung mit anderen Seitensträngen die erforderliche gröfste Wassermenge aufnimmt und ist alsdann der Strang zum Hochreservoir mit dem gleichen Durchmesser fortzusetzen; andernfalls ist bei der Fortsetzung der Rohrlichtweiten diesem Umstande Rechnung zu tragen, oder es sind mehrere Stränge in eine entsprechend grofse Leitung zu vereinigen. Die Bauweise des Hochreservoires und die Armierung desselben ist analog der zuletzt geschilderten herzustellen, nur müssen in diesem Falle die Abflufsleitungen von den Kammern mit je einer Rückschlagklappe versehen werden, welche sich selbsttätig in der Richtung der letzteren öffnet und geschlossen bleibt, solange Wasser in die Kammern einfliefst. Hört der Druck desselben auf die Rückschlagklappen auf, d. h. wird der

Wasserbedarf in der Stadt ein so grolser, dafs kein Wasser mehr bis zum Auslauf im Hochreservoir emporsteigt, so öffnet der Druck des über den Ausflufsrohren aufgespeicherten solchen diese Rückschlagklappen von selbst und strömt demnach das Wasser in die Stadt zurück. Dieser Fall tritt ein, sobald der Druck des Wassers über den Ausflufsrohren gröfser wird als jener, unter welchem das emporgepumpte Wasser steht, so dafs die Druckhöhenschwankung fast vollständig ausgeglichen und in der Stadt unmerklich wird.

Diese aufserordentliche einfache und nie versagende Vorrichtung wird daher sehr häufig in Anwendung gebracht.

59. Die Führung von Bohrsträngen als Gravitations-und Heberleitungen.

Während im eigentlichen Rohrnetze innerhalb der Ortschaften fast nur Hochdruckleitungen in Betracht gelangen und eine Ausnahme hiervon nur jene Wasser Versorgungsanlagen bilden, bei welchen kleine Ortschaften mit einem oder einigen laufenden Brunnen versehen werden, kommen bei der Einleitung einzelner Quellen in den Quellsammler und das Hochreservoir oder bei Zuleitung tiefliegender Quellen zum Saugbehälter für die Pumpen Gravitations- oder Heberleitungen in Betracht.

Unter ersteren versteht man Rohrleitungen, in denen sich das Wasser nach dem Gesetze der Schwere infolge des vorhandenen Gefälles bewegt, unter letzteren solche, die nach jenen Gesetzen funktionieren, welche über die Wasserförderung mittels Hebern vorhanden sind. Es ist bekannt, dafs aus einem Behälter das Wasser entfernt zu werden vermag, wenn, wie in nebenstehender Fig. 13 ersichtlich ist, der Heber H so eingesetzt wird, dafs der kürzere Arm im Wasser des Behälters B eingehängt und die Luft am Ende des längeren Hebelarmes ausgesaugt oder ausgepumpt wird.

An Stelle des letzteren Vorganges kann, wie in Teil I bereits erwähnt, wurde auch der Heber völlig mit Wasser gefüllt und durch eine geeignete Vorrichtung zum Auslaufen gebracht werden. Zu diesem Behufe hat der kurze Heberarm ein Fufs-ventil zu erhalten, das bei der Füllung geschlossen bleibt,

59. Die Führung von Rohrsträngen als Gravitationsleitungen. 117

während das längere Rohr provisorisch mittels eines Absperrventils verschlossen wird und die Füllung mit Wasser am höchsten Punkte des Hebers vermöge einer ebenfalls verschliefs-baren Füllöffnung erfolgt. Ist die Heberleitung vollständig gefüllt, so wird zuerst die Füllöffnung luftdicht abgeschlossen, dann der provisorische Verschlufs am längeren Heberarme entfernt. Das Wasser beginnt alsdann abzufliefsen, indem das Verschlufsventil am kürzeren Arme sich selbsttätig hebt und endet der Abflufsprozefs erst, wenn der Behälter B so weit entleert ist, dafs Luft in die Heberleitung eintritt. Das Wasser wird dabei um die Höhe a über sein Niveau empor-

k- B

Co

Cö

Fig. 13.

gehoben. Es ist ohne weiteres klar, dafs das so zum Abflufs gebrachte Wasser auch in ein zweites Becken C, das tiefer liegt als das Becken B, eingeleitet werden kann. Es kann z. B. der Fall eintreten, dafs zwischen diesen beiden Becken eine Terrainerhebung liegt, welche ebenfalls eine bestimmte Höhe a besitzt. Soll eine Gravitationsleitung unter dieser Annahme hergestellt werden, so erübrigt nichts, als diese Erhebung entweder auszuschachten oder mit einem Stollen zu durchfahren, so dafs stetes Gefall zum unterem Behälter geschaffen wird. Wird eine Heberleitung an Stelle der

Gravitationsleitung ins Auge gefafst, so gestattet der Luftdruck, bezw. die atmosphärische Pressung, wie vorher bereits gesagt wurde, eine bestimmte Erhebung über den ursprünglichen Wasserspiegel, die mit a bezeichnet wurde und abhängig ist von der Überdruckhöhe H, welche den Höhenunterschied zwischen den Wasserspiegeln der beiden Behälter darstellt.

Bezeichnet p die Pressung der Flüssigkeit pro qm in der Röhre, p° die Pressung auf die Flächeneinheit beider Flüssigkeitsspiegel pro qm in kg und ist D der Druckhöhenverlust, welcher beim Eintritt in die Rohrleitung und durch die Reibungswiderstände bei der Bewegung des Wassers in den Röhren erfährt, so gilt allgemein die Gleichung a = D — (Po — p) : y, wenn II positiv ist, wobei y das Gewicht eines cbm einer Flüssigkeit in kg bedeutet. Die Pressung p in der Röhre kann als Minimum auf jene herabsinken, die dem Dampfe der bewegten Flüssigkeit, also hier des Wassers bei der entsprechenden Temperatur gleichkommt. Bezeichnet man die unter dieser Voraussetzung entstehende Druckhöhe mit li, so wird a — D -f- h — p₀ : y und ergibt sich hieraus die Höhe jenes Scheitels der Heberleitung, bei welcher der Heber noch zu wirken vermag. Bei gewöhnlichen Temperaturen ist h sehr klein. p₀ : y = 10,33. Wird daher h aufser Betracht gelassen, was bei Wasserleitungen dann zulässig ist, wenn a praktisch etwas tiefer genommen wird als die Rechnung ergibt, so erhält man a — D — 10,33. Wird der erhaltene Wert positiv, so ist eine Heberleituug unausführbar.

Um den Wert von D zu bestimmen, stellt Weifsbach, indem er an Stelle von D den Buchstaben hl setzt, die Formel auf:

v2_ l

2 g d

Wird für den Wassereinlauf eine trichterförmige Vor-bereiterung des Rohres vorgesehen, so kann der Wert von 1 -)- £ vernachlässigt werden und findet man alsdann den pro 100 m auftretenden Druckhöhenverlust direkt an der Tabelle I 2 mit 0,3256 verzeichnet, wenn eine Wassermenge

h I=l + g*

60. Entlüftung v. Heberleitungen u. Ausnutzung derselben. 119 von 10,603 1 pro Sekunde bei 0,6 m Geschwindigkeit und eine Rohrlichtweite von 150 mm angenommen wird.

Ist die Länge der Heberleitung 700 m, so wird der Druckhöhenverlust 7 • 0,3256 = 1,9542 m 1,954 — 10,33 = — 8,376. Demnach ist das Resultat negativ und die Heberleitung durchführbar.

60. Entlüftung von Heberleitungen und Ausnutzung derselben.

Es ist bekannt, dafs jedes Wasser atmosphärische Luft oder bisweilen auch freie Kohlensäure mitführt. Diese Gase lagern sich am höchsten Punkte einer Heberleitung ab, bilden eine Blase und verhindern alsdann oftmals den gesamten Wasserlauf. Es ist daher eine Heberleitung, wie sie im vorausgehenden geschildert wurde, nur denkbar, wenn an dieser Stelle ein Luftablafsventil, und zwar tunlichst ein selbsttätiges, angebracht wird und die Möglichkeit ausgeschlossen ist, dafs die Leitung im oberen Behälter infolge eintretender Wasserabsenkung Luft saugt. Handelt es sich um ein Trinkwasser, dessen Menge von der jeweiligen Quellschüttung abhängig ist, so ist eine vollständige Ausnutzung der letzteren ausgeschlossen, da die genaue geringste Wassermenge nicht ermittelt werden kann, indem dieselbe von äufseren Einflüssen abhängt und fast immer veränderlich ist. Es darf daher nur ein bestimmtes Minimum der Quellschüttung in Anspruch genommen werden und ist ein grofses Saugbecken vorzusehen, so dafs die Absenkung bei abnormer Abnahme der Schüttungsmenge eine langsame wird. Durch eine entsprechende Schieberstellung kann ein Luftsaugen der Einlaufrohre verhindert werden. Es ist daher für solche Fälle bisweilen ein Alarmsignal oder besser ein Wasserstandsfernmelder im oberen Sammelbassin vorzusehen. Der Schieber selbst kann am Auslaufe in das Saugbassin dementsprechend gedrosselt werden, welche Arbeit von der Pumpstation aus verrichtet werden kann. Aus dem Gesagten geht hervor, dafs derartige Heberleitungen nur in besonderen Fällen •empfehlenswert sind, die genau erwogen werden müssen.

61. Heberleitungen, welche sich nicht über den ursprünglichen Wasserspiegel erheben.

Man bezeichnet im allgemeinen als Heberleitungen auch solche, welche von der Quellfassung nach abwärts geführt und alsdann zum Hochreservoire wieder hinaufgeleitet werden; beziehungsweise ergeben sie sich häufig durch das Gelände, wenn der Rohrstrang sich den Unebenheiten des letzteren anschmiegt. Sind die Terrainwellen nicht bedeutend und können sie nicht umgangen werden, so sind abnorm tiefe Gräben an den höchsten Punkten des Terrains auszuheben und ist so ein kontinuierliches Gefall bis zum Anstieg der Röhrenfahrt zum Hochbehälter herzustellen. Ist das aus besonderen Gründen, z. B. infolge allzutiefer Ausschachtung untunlich, so mufs an allen Punkten, woselbst die Leitung eine lokale Erhebung aufweist, die bereits erwähnte automatische Entlüftung vorgesehen werden, an den tiefsten Stellen sind Wasserablafsventile mit Schlammkästen einzubauen, welche periodisch zu entleeren sind.

Nebige Skizze stellt eine solche Heberleitung dar, die im allgemeinen, wenn irgend möglich, vermieden werden soll, da selbst bei der gewählten Vorsorge für Entlüftung und Entleerung — letztere ist bei vorkommenden Reparaturen und behufs Entfernung von Sand und Schlammablagerungen nötig, — Wirbelungen und erhöhte Druckverluste eintreten, welche entweder die Wahl gröfserer Rohre oder eine erhöhte Kraftleistung bei der Förderung des Wassers bedingen. Auch die Ableitung des Wassers, welches aus den Ablafsventilen zeitweise behufs Entschlammung abzulassen ist, erfordert häufig lange Schlammleitungen und Gräben, bzw. Entschädigungen an die in Frage kommenden Grundbesitzer. Die vorteilhafteste Form einer Heberleitung im letzterwähnten Sinne ist jene, bei welcher das Wasser im Gefall bis zum tiefsten Punkte geführt wird und dann erst aufsteigt. Es kommt bei diesen Leitungen, die sehr häufig und ohne Nachteil ausgeführt werden, nur eine Schlammleitung, d. i. jene an dem erwähnten tiefsten Punkte in Betracht, Entlüftungen entfallen gänzlich. Die

61. Heberleitungen, welche sich nicht über den ursprüngl. etc. 121

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Hochbehälter

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Gravitationsleitung

abgesenkten Wasserspiegel.

Überleitung mit d. zulässigen höchsten Erhebung.

Schematische Darstellung einer

rationellen Heberleitung.

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Fig. 14.

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unten skizzierte Figur zeigt schematisch die günstigste Anlage einer Heberleitung, wie solche häufig und vorteilhaft zur Anwendung gelangen.

Wo eine Heberleitung in Frage kommt, tritt die Notwendigkeit der Verwendung einer eisernen Leitung ein, da eine innere Pressung erfolgt. Reine Gravitationsleitungen können in Kanälen, Ton- oder Zementrohren hergestellt werden, sind daher meist wesentlich billiger und gestatten deshalb umfangreichere Grabarbeiten, ohne dafs gröfsere Kosten erwachsen. (Vergl. auch Seite 59—60).

62. Heberleitungen im Stadtrohrnetze.

Es wurde bereits früher erwähnt, dafs vorteilhaft das in der Pumpstation geförderte Wasser direkt in das Stadtrohrnetz getrieben und nur der zeitweise Überschufs im Hochreservoire aufgespeichert wird, ebenso, dafs an Stelle dieser Anordnung auch eine eigene Leitung vom Quellschachte zum Hochreservoir erbaut werden kann. In beiden Fällen ist künstliche Wasserhebung angenommen. Da in Ortschaften die Rohrgräben meist nur in der normalen Tiefe von 1,5 m Deckung ausgehoben werden können, entsteht bei lokalen Erhebungen in diesen häufig unfreiwillig eine Heberleitung, so dafs auch hier auf Entlüftung und Schlammleitung Bedacht zu nehmen ist. Während letztere für jedes Stadtrohrnetz in Betracht kommt, wird die Entlüftung meist dadurch überflüssig, dafs eine der Anschlufsleitungen an der höchsten Stelle des betreffenden Rohrstranges, also am Scheitelpunkte der Heberleitung abgezweigt wird, die beim Öffnen des Hahnes den Luftaustritt gestattet. Wo das nicht durchführbar ist, w⁷ird häufig ein Hydrant an der betreffenden Stelle eingebaut, der periodisch behufs Ablassung der Luft geöffnet wird. In letzterem Falle ist der Einbau eines selbsttätigen Entlüftungsventiles vorzuziehen. Derartige Heberleitungen sind jedoch unter den gestellten Bedingungen ohne Bedenken anwendbar, da die entstehenden Druckhöhenverluste durch eine minimale Mehrleistung der Hebermaschinen unschädlich gemacht werden können und infolge des starken Druckes im Stadtrohrnetze schädliche Wirbe-

63. Gravitationsleitungen für Quellfassungen.

123

lungen nicht eintreten. Dagegen zeigt sich bei Hausleitungen, welche für die Entlüftung benutzt werden, sehr häufig stark mit Luft gemischtes, milchartig aussehendes Wasser, das jedoch in kürzester Zeit klar wird und absolut unschädlich ist.

63. Gravitationsleitungen für Quellfassungen.

Um das Wasser der einzelnen Quellen vom Fassungsschachte zum Quellsammler zu leiten, bedient man sich der Gravitationsleitungen. Es wird daher, wie früher schon gesagt wurde, der Sammelschacht so gelegt, dafs sämtliche Quellleitungen Gefall zu demselben besitzen. Die Einleitung der einzelnen Wasseradern in eine gemeinschaftliche Leitung zum Quellsammler wird meist vermieden und besser getrennte Rohre verlegt, oder das Wasser der höheren Quelle in den Fassungsschacht der nächst tieferen eingeführt und von da mittels eines entsprechenden Rohres zum nächsten u. s. f. bis zum Quellsammler. Bei kleinen Wassermengen sind auch kleinere Rohre nötig, welche alsdann einen grofsen Druckhöhenverlust bedingen, weshalb deren Durchmesser nicht zu knapp bemessen werden darf, aber auch nicht so grofs, dafs Sand etc. nicht mehr fortbewegt werden kann, indem alsdann die Geschwindigkeit des Wassers zu klein wird.

Liegen die Quellen so, dafs das Gefälle von einer Fassung zur andern für eine entsprechende Geschwindigkeit nicht mehr ausreicht, so ist jede Quelle einzeln in den Quellsammler zu leiten und dieser so tief zu legen, dafs die minimalste Geschwindigkeit v, welche nicht unter 0,4 m pro Sekunde herabsinken soll, erzielt werden kann. Nur bei vollständig sandfreien, reinen Quellen kann unter dieses v herabgegangen werden.

Die erforderliche Rohrlichtweite kann der Tabelle 11, das Gefälle, bzw. der Druckhöhen Verlust aus der Tabelle I 2 entnommen werden. Gelangen bei gröfseren Quellfassungen Kanäle mit rechtwinkeligem oder eiförmigem Querschnitt zur Verwendung, so gibt über deren Bestimmung die Abhandlung über Wasserkraftanlagen bzw. die Erläuterungen zu Tabelle 11 u. 2 die erforderlichen Aufschlüsse.

64. Beispiel für Einleitung von Quellen in den Sammel-sehacht mittels Röhren.

Drei Quellen liegen so, dafs die unterste um 0,4 m tiefer liegt, als die mittlere, und die oberste um 0,2 m höher als letztere Der Sammelschacht liegt von der untersten Quelle 20 m entfernt, von der mittleren 117 und von der obersten 210 m. Die Quellschüttung ist bei der ersteren 116 Min.-Liter, bei der zweiten 180 Min.-Liter, und bei der dritten 54 Min.-Liter. Wie grols sind die einzelnen Rohrleitungen zu wählen, welche Tiefe des Wasserpiegels ist im Sammelschachte vorzusehen, ist ein Zusammenleiten der einzelnen Quellen möglich, wenn die Lage der Quellen und des Sammelschachtes angenähert in eine Gerade fällt; der letztere daher in dieser Geraden wie angenommen 20 m nach der tiefsten Quelle zu erbauen ist?

116 Min.-Liter sind = 1,93 Sek.-Liter,

180

»    = 3,00    »

54

t> — 0,90    »

Die Gesamtentfernung der obersten Quelle bis zum Sammler ist 210 m. Nachdem die Quellen zeitweise eine gröfsere Schüttung ergeben, darf der Rohrdurchmesser nicht zu knapp bemessen werden, da sonst das zunehmende Wasser unausgenutzt durch das Überlauf rohr abfliefsen würde. Es mufs zuerst untersucht werden, ob die oberste Quelle in den Fassungsschacht der mittleren eingeleitet werden kann, wenn die Geschwindigkeit mindestens 0,4 m sekundlich betragen soll.

Die Entfernung der beiden Quellen beträgt 210— 117 =

93 m.

Für die erwähnte Geschwindigkeit von 0,4 m ergibt Tabelle I 1 die angenäherte etwas gröfser angenommene Wassermenge von 1,131 Sek.-Litern bei einem Rohrdurchmesser von 60 mm. Der dabei entstehende Druckhöhenverlust ist pro 100 m laut Tabelle 1 2 = 0,3991 oder für 93 m an rund 0,37 m.

Nachdem die zugrunde gelegte Wasserspiegelhöhendifferenz nur 0,2 m beträgt, ist eine Einleitung in den nächsten Fassungsschacht untunlich, die Quelle mufs daher

64. Beispiel für Einleitung von Quellen etc.

125

auf 210 m Entfernung in den Sammler geleitet werden, und soll letzterer daher so tief liegen, dafs die einmündende Quelle noch oberhalb des dortigen Wasserspiegels mündet.

0,3991 X 210

— = 0,84 m. Da

100

Der Druckhöhenverlust wird -

das Gefälle in der Rohrachse gedacht ist, hat der Wasserspiegel im Sammelschachte 0,87 oder rund 0,9 m tiefer zu liegen, als jener im obersten Fassungsschachte.

Die mittlere Quelle ist von der untersten 117 — 20 = 97 m entfernt. Die Quellschüttung ist 3 Sek.-Liter, die Höhendifferenz 0,4 m. Für eine Wassermenge von 3,14 Sek.-Liter und v = 0,4 sind Rohre mit 100 mm Lichtweite erforderlich, der Druckhöhenverlust wird dabei pro 100 m 0,2394 m, für 97 m — 0,232. Es ist also reichlich Gefälle vorhanden, um das Wasser in den untersten Fassungsschacht beizuleiten und läuft dieses noch so hoch über dem Wasserspiegel aus, dafs ein Rückstau auf die mittlere Quellfassung nicht erfolgt, wenn das Rohr, welches die vereinigten Quellen abzuführen hat, entsprechend dimensioniert wird. Die unterste Quelle führt 1,93, die mittlere 3,0 Sek.-Liter Wasser, in Suifima 4,93 Sek.-Liter, welche dem Sammelschachte zuzuleiten sind. Im höchsten Falle fördert diese Leitung bei dem bekannten v — 0,4 3,14 -f-1,93 = 5,07 Sek.-Liter -f- jenem Quantum, welches bei erhöhter Quellschüttung vorhanden ist. Das Gefälle von der obersten Quelle bis zur untersten wurde mit 0,4    0,2

= 0,6 m angegeben. Das von der obersten zum Sammelschachte mit 0,9. Es bleibt somit für 20 m Entfernung von der untersten Quelle zu letzterem Schachte das sehr reichliche Gefälle von 0,30 m.

Demnach kann eine gröfsere Geschwindigkeit, z. B. 0,7 m sekundlich gewählt werden, bei welcher eine Leitung von 100 mm Lichtweite 5,498 Sek.-Liter fördert, was als entsprechend bezeichnet werden kann, da die nutzbare Schüttung der untersten Quelle alsdann noch um rund 0,5 Sek.-Liter zunehmen kann.

Der Druckhöhenverlust wird dabei 0,6421 m pro 100 m und pro 20 m rund 0,13 m, so dafs auch die beiden letzten

Quellen in der gemeinschaftlichen Leitung noch über dem Wasserspiegel im Quellsammler auslaufen.

65. Saugbeliälter und die Wasserzufülirung zu diesen.

In der Abhandlung über die Führung von Röhrenfahrten Seite 116 wurde bereits erwähnt, dafs Heberleitungen sowohl als auch Gravitationsleitungen dazu dienen, das Wasser dem Saugbehälter zuzuführen. Letztere dienen dem gleichen Zwecke, wie die Hochreservoire, indem sie von dem angesammelten Wasservorrate so viel abgeben als nötig ist, wenn die Leistung der Pumpen zeitweise eine gröfsere wird, als der stete Zufiufs.

Ist das Gegenteil der Fall, oder ruht der Betrieb gänzlich, so ergänzt sich der nötige Vorrat von selbst. Dementsprechend ist die Gröfse eines Saugbehälters zu bemessen.

Liefert z. B. ein Brunnen bei einer Absenkung von 2 m mehr Wasser, als die vorhandene Pumpstation zu fördern vermag, so genügt es für gewöhnlich, an Stelle des Saugebehälters den Brunnenschacht in seinem obersten Teile auf 2—3 m Tiefe und 3—4 m Durchmesser zu ver-gröfsern, um Schwankungen im Betriebe unfühlbar zu machen. Diese Anordnung wird meistens da getroffen, wo Brunnen und W^asserförderungsanlage sich so nahe liegen, dafs die Saugrohre von den Pumpen aus direkt in den Brunnen eingesetzt werden können. Lange Saugleitungen sind zu vermeiden und verbieten sich schon in Rücksicht auf den Kostenpunkt. Ist also der Brunnen abseits der Pumpstation gelegen, so wird direkt bei letzterer unter der gemachten Voraussetzung über den Wasserzuflufs ein Saugbehälter von 20—30 cbm Rauminhalt zu erbauen sein, wenn in beiden Fällen der Betrieb so geregelt zu werden vermag, dafs dabei ein die Leistung der Anlage nicht überschreitendes Mafs eingehalten wird. Genügt das zufiiefsende Wasser lediglich dem durchschnittlichen Tagesbedarf und ist dementsprechend die Triebkraft und Pumpwerksanlage so vorgesehen, dafs zeitweise eine erhöhte Wasserförderung eintritt, so ist ein gröfseres Saugreservoir unerläfslich, ebenso auch dann, wenn der Betrieb sich nur auf eine bestimmte Zeit erstrecken soll, . so dafs innerhalb derselben stets mehr Wasser gepumpt werden mufs, als zufliefst.

Im ersteren Falle ist demnach der Betrieb ein ununterbrochener und wird ein solcher stets nötig, wenn kein Hochreservoir vorhanden ist. Die Gröfse des Saugbehälters ergibt sich nach den bereits angegebenen Normen über die Schwankungen im Wasserkonsum während 24 Stunden, wobei noch diejenige Jahreszeit in Betracht zu ziehen ist, innerhalb welcher der grölste Wasserverbrauch stattfindet d. i. also während der Sommermonate, wo auch der Wasserzulauf sich häufig vermindert. Benötigt z. B. eine Stadt pro Tag in maximo 600 cbm Wasser, d. i. rund 7 Sek.-Liter im Jahresdurchschnitte und ist diese Wassermenge als Minimum eines Grundwasserstromes oder einer Quellenfassung erschlossen worden, so kann angenommen werden, dafs im Winter 500, im Sommer 700, im Durchschnitte somit die erwähnten 600 cbm zu fördern sind. Man wird also die Wasserhebung für eine maximale Menge von 700 cbm bemessen, somit auf rund 8 Sek.-Liter. Wie eingangs erläutert wurde, erhöht sich der Konsum während 7 Stunden auf 1,45, fällt während 8 Stunden auf 0,75 und in der Nacht auf 0,3 des mittleren täglichen Verbrauches Es wird daher die höchste Leistung der Pumpe mit 8,0 • 1,45 anzunehmen sein = 11,6 Sek.-Liter und in 7 Stunden mit 292 cbm. Der Zuflufs in der gleichen Zeit beträgt 176 cbm. Der Mehrverbrauch demnach 116 cbm. Der normale Verbrauch ist 8 • 0,75 = 6,0 Sek.-Liter und in 8 Stunden 173 cbm, der geringste 0,3-8 = 2,4 Sek.-Liter und in 9 Stunden 78 cbm. Die gesamte Förderung ist daher 292 —)— 173 —J— 78 =± 543 cbm. Der Zulauf in 24 Stunden ist 600 cbm. Es ist damit nachgewiesen, dafs wohl die vorhandene Wassermenge zureichend und für eintretende gröfsere Schwankungen eine Reserve vorhanden ist, dagegen ein zeitweiser Mehrverbrauch von mindestens 116 cbm besteht, welcher durch Anordnung eines Saugbeckens mit einem etwas gröfseren Rauminhalt auszugleichen ist. Man wird daher den letzteren auf 150—200 cbm bemessen. Dafs jedoch, wie erwähnt, ein derartiger Betrieb nur dann einzurichten sein wird, wenn kein Hochreservoir vorhanden ist, dürfte keinem Zweifel unterliegen. Vgl. Seite 104—105.

Kann mit einem Hochbehälter gerechnet werden, so ist der rationellste Betrieb jener während der Tagesstunden, also vielleicht von morgens 6 Uhr bis abends 7 Uhr, somit während 13 Stunden. In dieser Zeit mufs z. B. der Tagesbedarf mit 600 cbm bei 7 Sek.-Liter Zuflufs gefördert werden. Der letztere beträgt innerhalb der angegebenen Zeit 328 cbm. Es fehlen demnach 600 — 328 = 272 und mufs daher der Saugbehälter ca. 300 cbm Rauminhalt besitzen. Wird die Betriebsdauer noch erhöht, so ist es möglich, das Saugbecken zu verkleinern. In Rücksicht auf eine spätere Konsumsteigerung empfiehlt es sich jedoch, dasselbe möglichst grofs zu wählen.

Die Höhenlage eines solchen Beckens ergibt sich durch das vorhandene Gefall, die Wahl der Rohre und die Tiefe des Unterwasserspiegels.

Letzterer beeinflufst die Sohlenhöhe dieses Beckens insofern, als es sehr wünschenswert ist, dieses Reservoir in den Unterwasserkanal vollständig entleeren und entschlammen zu können.

Das Gefall bemifst sich vom normalen abgesenkten Wasserspiegel des Brunnens, bzw. vom Wasserspiegel im Fassungsschachte bis zum Wasserspiegel des gefüllten Saugbeckens. Wird dieser während des Pumpens abgesenkt, so steigert sich das Gefall, bzw. auch die Wassergeschwindigkeit in der Zuleitung und damit auch die Wasserabgabe aus dem Brunnen, dessen Wasserspiegel noch unter den normalen Stand abgesenkt wird. Demgemäfs mufs das in diesen versenkte Rohr eine derartige Länge besitzen, dafs auch in solchen Fällen kein Luftzutritt in die Leitung erfolgen kann. Es ist dabei festzuhalten, dafs ein Brunnen schon bei der sehr geringen Absenkung von z. B. 20—30 cm eine bedeutend gröfsere Wassermenge abfliefsen läfst, während der Wasserspiegel im Saugbehälter meist 1-—2 m fallen kann, so dafs sich tatsächlich das Gefall der Leitung erheblich zu steigern vermag, wodurch die Wassergeschwindigkeit in derselben wächst, so dafs das in gröfserer Menge zuflielsende Wasser auch abgeführt werden kann. Die zur Wasserabführung erforderliche Leitung mufs in solchen Fällen als Heber- bzw. Druckleitung ausgebildet werden und zwar auch dann, wenn dieselbe vom Brunnen aus in kontinuierlichem Gefall zum Saugbehälter geführt werden kann, was ja stets wünschenswert ist. Handelt es sich lediglich um Beileitung einer Quelle, so kann an Stelle einer Druckleitung ein Kanal, oder eine Ton- oder Zementrohrleitung etc. erbaut werden. Liegen zwischen Saugbehälter und Brunnen bzw. Quelle namhafte zu durchquerende Erhebungen, so ist eine Heberleitung anzuordnen, wenn das entsprechende Gefall gegeben ist und der Scheitelpunkt noch in der zulässigen Höhe über dem Wasserspiegel an der Wasserentnahmestelle liegt. Ist letzteres nicht der Fall und kann durch tiefe Ausschachtung eine Terrainerhebung nicht mehr durchfahren werden, so ist ein Stollen zu erbauen, in welchen die luftdicht abgeschlossene Leitung eingelegt wird. Wird das Wasser einem Brunnen unterhalb der gröfsten Absenkungstiefe entnommen, was sehr erhebliche Erdarbeiten erfordert, so kann, wie bei Quellwasserleitungen, ein Kanal an Stelle einer Druckleitung treten. Unter diesen Umständen ist jedoch ein bedeutendes Gefall unerläfs-lich. Es wird daher meist vorzuziehen sein, die Leitung bis zum Brunnen als Gravitationsleitung in geschlossener Röhrenfahrt herzustellen, und zwar in der Weise, dafs dieselbe in einer Tiefe von 1—2 m in den Brunnen eingeführt wird, dort ein T - Stück erhält, an dessen unterer Öffnung sich das Saugrohr, welches senkrecht in den Brunnen einzubauen ist, anschliefst. Die Länge des letztgenannten Rohres bemifst sich nach der möglichen Absenkung des Wasserspiegels, unter dessen tiefsten Stand das Rohrende mindestens noch 1 m hinabreichen mufs. Gewöhnlich erstreckt sich dasselbe bis zum Beginne der Filterrohre. Auch unter der Voraussetzung, dafs diese Leitung vom Brunnen ab als reine Gravitationsleitung erbaut wird, wirkt dieselbe als Heberleitung, weil eben das abströmende Wasser infolge seiner saugenden Wirkung eine Absenkung im Brunnen und damit eine erhöhte Wasserabfuhr erzeugt. Dieselbe ist daher nur als geschlossene, luftdichte Eisenrohrleitung durchführbar, da sonst

Schlotthauer, Wasserversorgungsalllagen.

keine Saugwirkung eintreten kann. Am höchsten Punkte dieser Saugleitung, also am oberen Ende des T-Stückes ist ein selbsttätiges Entlüftungsventil vorzusehen. Eine Entschlammung ist, falls die Leitung vom Brunnen ab in steten, wenn auch wechselndem Gefall zum Saugbecken geführt ist, nicht absolut nötig, es sei denn, dafs eine solche sich ohne erhebliche Kosten an einem geeigneten Platze leicht hersteilen läfst. Es wird dadurch die Einführung von Schlamm und Sand in das Saugbassin verhindert, wenn die Entschlammung kurz vor letzterem angebracht wird. Die Schlammableitung erfolgt alsdann meist in den Unterwassergraben. Das für eine Gravitationsleitung nötige Gefall wird am einfachsten aus der Tabelle I 1 und 2 gesucht. Bei einer Rohrlichtweite von 150 mm fliefsen 7 Sekundenliter mit v = 0,4 m ab, und ist der Druckhöhenverlust pro 100 m 16 cm. Ist die Leitung z. B. 1575 m lang, so wird der ganze Gefällsverbrauch 2,52 m und in Rücksicht auf Krümmungen etc. 2,60 m. Vergleiche auch die Angaben über die genauere Berechnung und den Wert von X für Druckrohrleitungen im Stadtrohrnetze, sowie die Berechnung der Wassermenge Q, welche bei einem gegebenen Gefall und bekannten Rohrdurchmesser die Leitung durchfliefst. (Seite 144—146). Das Überlaufrohr im Saugbehälter ist daher so einzubauen, dafs dessen Unterkante um mindestens 2,6 m tiefer liegt, als der normal abgesenkte Wasserspiegel im Brunnen oder jener in einem Quellschachte. Ist reichliches Gefall vorhanden, und zwar auch für die Turbinenanlage, so kann der Saugbehälter so tief gelegt werden, dafs zu dessen Entschlammung noch ein Gefall von 20—30 cm bleibt, wenn der Wasserspiegel im Unterwassergraben auf Mittelwasser^ steht. Bei beträchtlich höherem Wasserstande ist alsdann eine Entschlammung zu unterlassen und ein geeigneter Zeitpunkt abzuwarten. Die Sohle des Saugbehälters mufs jene Tiefe erhalten, welche nötig ist, damit der gewünschte Wasservorrat aufgespeichert werden kann, ohne dafs Wasser durch die Überlaufleitung abfliefst. Ist daher das Gefall ein geringes, so wird es nötig, dem Saugbehälter eine gröfsere Grundfläche und eine kleinere Höhe zu geben. Die vollständige Ausnutzung eines reichlichen Gefälles verbietet sich jedoch häufig durch die allzugrofsen Grabarbeiten, dagegen genügt es, wenn so viel Gefälle vorhanden ist, dafs das erforderliche bzw. benötigte Wasser anstandslos zufiiefst. Der erwähnte Umstand, dafs bei Absenkung des Wasserspiegels im Saugbassin ein erhöhtes Gefälle eintritt, verbürgt ohnedies bei gesteigertem Wasserbedarfe den Zulauf einer gröfseren Wassermenge.

Sind mehrere Brunnen in Aussicht genommen, und zwar in Rücksicht auf einen künftigen, erhöhten Wasserbedarf, so soll die Leitung zum Saugbehälter auf den zu erwartenden höchsten Bedarf dimensioniert werden. Die Einführung dieser Leitung in das Saugbecken erfolgt meist kurz oberhalb der Sohle desselben, somit unter Wasser. Es ist dadurch möglich, eine selbsttätige Entlüftung herbeizuführen. Zu diesem Behufe ist lediglich ein Schwimmer einzubauen, welcher mittels eines Gestänges die Mündung des Ausflufs-rohres zu schliefsen oder zu öffnen vermag. Steigt das Wasser im Saugbehälter bis auf Überlauf höhe, so schliefst sich das Zuleitungsrohr selbsttätig ab. Infolge des im Rohre entstehenden Staues steigt das Wasser in einem Röhrchen, welches am obersten Teile der Zuleitung, und zwar im Saugbehälter selbst angebracht ist, empor, hebt ein Ventil und läfst die Luft entweichen. Durch das Absperren des Zuflusses fällt jedoch der Wasserspiegel sehr rasch wieder herab, so dafs das Ventil sich wieder schliefst, wenn sich die Schwimmkugel mit dem sich absenkenden Wasser nach abwärts bewegt. Das Spiel wiederholt sich so oft, dafs die Luft, welche bei der Anordnung einer Heberleitung schädlich wirkt, stets entfernt wird.

Die gesamte Anlage des Saugbehälters entspricht jener eines Hochreservoires, enthält demnach Überlauf und Leerlauf mit gemeinschaftlicher Abflufsleitung, soviele Saugrohre mit Rückschlagklapper und Seihern als Pumpen vorhanden sind. Dunstrohre sind ebenfalls erforderlich, desgleichen eine Überdeckung des ganzen Behälters zum Schutze gegen Erwärmung das Wassers und Frost. Die Einleitung der Leerlaufleitung erfolgt, wie erwähnt, am besten in den Unterwassergraben, wenn die Pumpen durch Turbinen ge-

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trieben werden. Bei der Projektierung einer solchen Anlage ist daher auch auf diesen Umstand Bedacht zu nehmen. Ist infolge geringen Gefälles einer Wasserkraftanlage oder wegen eines nur wenig ansteigenden Terrains eine Entleerungsleitung nicht, oder nur mit sehr großen Kosten möglich, und zwar auch dann nicht, wenn das erforderliche Gefälle, bzw. der Druckhöhenverlust, durch die Wahl eines gröfseren Rohrdurchmessers und kleiner Wassergeschwindigkeit auf das geringste Mafs reduziert und das Bepken so niedrig als möglich projektiert wurde, so erübrigt nichts, als zur Zeit der Reinigung des Saugbehälters,' den Zulauf durch Abschlufs des Schiebers am Brunnen zu sperren, das Wasser im Saugbehälter auf die zulässige Tiefe abzusenken und den Rest mittels einer eigens zu diesem Zwecke einzubauenden Pumpe abzuführen, und zwar in einen Kanal oder Graben. Der bei der Reinigung sich ansammelnde Schlamm mufs in Kübeln etc. entfernt werden. Die Stadt hat unterdessen ihren Wasserbedarf dem Hochreservoire zu entnehmen, falls nicht im Saugbehälter ebenfalls zwei Kammern vorgesehen sind, in welchem Falle der Wasserzulauf überhaupt nicht abgestellt zu werden braucht, sondern in die zur Benutzung vorgesehene Kammer eingeleitet wird, zu welchem Zwecke alsdann die erforderlichen Schieber einzubauen sind.

66. Die Herstellung kleinster Wasserversorgungs-anlagen.

Es seien hier noch kurz die Wasserversorgungsanlagen für Einzelhöfe und kleinere Dörfer geschildert.

Im allgemeinen verfolgt man hierzu zwei Wege.

1. Entweder hat das Wasser natürliches Gefälle, so dafs es an den bestimmten Stellen noch zum Abflufs gebracht werden kann, dann wird dasselbe ebenso beigeleitet, wie bei der Zuleitung der Quellen zum Sammelschachte angegeben wurde, wobei jedoch die Auslaufhöhe über dem Boden zu berücksichtigen und festzuhalten ist, dafs bis zu jedem weiteren Brunnen eine geringe Wassermenge fortzufliefsen hat; oder

66. Die Herstellung kleinster Wasserversorgungsanlagen. 133

2. das Wasser hat kein Gefälle gegen die Ortschaft, jedoch nach einer beliebigen anderen Richtung, so dafs der Einbau eines hydraulischen Widders möglich ist.

Ad 1 : Es ist z. B. eine Wassermenge von 0,6 Sek.-Litern verfügbar, welche auf 300 m Entfernung und einem vorhandenen gesamten Naturgefälle von 7 m den ersten Brunnen speisen mufs und sollen an demselben 0,2 Sek.-Liter zum Auslaufe gelangen; der zweite Brunnen liegt in gleicher Höhe wie der erste jedoch 400 m von der Quelle entfernt und der dritte bei 450 m Leitungslänge um 2 m höher, und sollen die bei den letzteren Brunnen nahezu die gleiche Wassermenge liefern, somit je 0,2 Sek. Liter. Wie ist die Leitung auszuführen?

Vor allem ist der Hauptstrang bis zum ersten Brunnen zu bestimmen.

Bei einem Rohrdurchmesser von 1³/₄    — 44,45 mm und

einer Wassergeschwindigkeit von 0,4 m pro Sekunde kommen 0,621 Sek.-Liter nach Tabelle I 1 zur Förderung. Der Druck -höhenverlust wird dabei pro 100 m = 0,458 oder für 300 m rund 1,37 m, bei 400 m 1,83 und bei 450 = 2,06 rund. 2,10 m. Nun liegt der oberste Brunnen um 3 m höher, der Gefälls-verbrauch bis zu diesem wäre daher 2,06 -|- 3,00 = 5,06, so dafs bei 7 m Gesamtgefälle das Wasser noch um 1,94 m oberhalb des Rohres zum Auslaufe mit der betreffenden Geschwindigkeit gelänge, wenn es direkt, d. i. ohne eine dazwischen stattfindende Wasserabgabe dorthin geleitet würde. Das ist jedoch nicht der Fall, da bereits beim ersten Brunnen 0,2 Sek.-Liter zum Auslaufe gelangen, so dafs beim zweiten nur mehr 0,4 1 ankommen, von welchen 0,2 wiederum ab-zufliefsen haben, weshalb die letzte Rohrstrecke mit 3 m Terrainsteigung nur noch 0,2 Sek.-Liter zu fördern hat.

Es ist daher wahrscheinlich, dafs dieses Wasser noch mit einer entsprechend geringen Geschwindigkeit bei genügend grofsen Rohren zum Ausflufse gelangt, was im Nachstehenden untersucht merden soll.

Der Druckhöhenverlust auf 300 m wurde bei 44,45 mm Rohrlichtweite auf 1,37 m angegeben. Um 0,2 Sek.-Liter bei einer Geschwindigkeit von 0,4 m sekundlich im Steig-

rohr zum Auslauf zu bringen, sind Rohre mit 25 mm Lichtweite erforderlich. Der Druckhöhen Verlust auf 100 m wird rund 0,8 m ; auf die Höhe des Auslaufes über dem Rohre mit ca. 2,5 m Länge treffen noch 20 mm, welche für die Berechnung zunächst aufser Betracht bleiben. Vom ersten Brunnen ab fliefsen nur mehr 0,4 Sek.-Liter im Hauptrohre. Wird dessen Durchmesser beibehalten, so fliefst diese Wassermenge bereits bei einer Geschwindigkeit von 0,3 m pro Sek. und wird der Druckhöhenverlust dabei 0,33 pro 100 m. Der Gefällsverlust bis zum ersten Brunnen beträgt, wie gefunden wurde, 1,37 m, auf die Entfernung bis zum zweiten Brunnen 0,33 m, im ganzen daher bis zu letzterem 1,70 m. Das Steigrohr wird wiederum 1 " oder 25 mm Lichtweite erhalten bei 20 mm Druckhöhenverlust, die ebenfalls vorerst unberücksichtigt bleiben.

In der letzten Strecke fliefsen 0,2 Sek.-Liter.

Reduziert man die Leitung von 44,45 mm auf 40 mm, so fliefst diese Wassermenge bereits bei einer Geschwindigkeit von 0,2 m durch das gewählte Rohr, und wird der Druckhöhenverlust auf weitere 50 m Entfernung — 0,181 pro 100 m oder 0,09 m für diese 50 m. Im ganzen wird daher derselbe 1,70 -j- 0,09 = 1,79 oder rund 1,80 m, und zwar bis zum dritten Brunnen. Dieser liegt um 2 m höher, so dafs der Druckhöhenverlust sich auf 3,80 m erhöht. Nachdem im ganzen 7 m Gefälle vorhanden sind, und der Auslauf 2,00 m über dem Hauptrohre angeordnet werden kann, sind von diesem Gefälle 5,80 m verbraucht, während der Druckhöhenverlust im Steigrohr von 1 " oder 25 mm Lichtweite wiederum nur 20 mm beträgt, so dafs die nötige Wassermenge auch dort zum Auslauf gelangt und der Überschufs an Druckhöhe von 1,20 m zur Überwindung des Röhrenwiderstandes in den Steigleitungen zum Auslaufe von insgesamt 3 • 20 = 60 mm, sowie anderer Druckhöhenverluste, z. B. bei Eintritt vom Hauptrohr in das Steigrohr verbleibt. Durch Regulierhahnen, welche vor dem Brunnenauslaufe, und zwar hinter dem Hauptrohre eingebaut werden, kann die Wassermenge für jeden Brunnen genau geregelt werden. Die Rohre müssen bei den sich ergebenden geringen

Geschwindigkeiten absolut frostfrei eingebettet werden, und ist angenommen, dafs eine Versandung etc. ausgeschlossen ist.

Wie das durchgeführte Beispiel lehrt, bietet für solche Berechnungen die einschlägige Tabelle 11 und 2 ein geradezu unersetzliches Hilfsmittel, da ohne dieselbe eine grofse Zahl von zeitraubenden Versuchsrechnungen anzustellen wäre.

67. Hydraulische Widder.

Ad 2 : Es wäre nun noch die Wasserförderung mittels hydraulischer Widder zu erläutern. Häufig tritt der Fall ein, dafs einzelne Orte höher liegen als jene vorhandenen Quellen, welche für eine solche Wasserversorgung in Betracht kommen. Bedingung ist dabei, dafs das Abflufsgerinne der betr. Quelle ein lebhaftes Gefälle besitzt und die Quellschüttung eine erhebliche ist, da beim Widder sehr viel Wasser als Triebkraft verloren geht.

Im allgemeinen läfst sich praktisch die zu fördernde Wassermenge dadurch ermitteln, dafs man die Formel anwendet : worin Q die gesamte verfügbare Wassermenge, Q₀ die geförderte, bzw. gehobene Wassermenge bedeutet, g ist das Gefälle von der Quelle bis zum Widder, h die Steighöhe und a der Widerstand im Widder und den Leitungen = 0,6—0,7, was jedoch voraussetzt, dafs die Rohrleitungen nicht zu lange und die Rohrdurchmesser entsprechend grofs gewählt werden.

Liefert eine Quelle z. B. 2 Sek.-Liter Wasser und beträgt das Gefälle zum Widder 4 m, die Steighöhe vom Widder an 20 m, so würden nach der Erfahrungsformel in der letzteren Höhe zum Auslaufe gelangen :

2Q = 0,28 Sek.-Liter oder 16,8 Minutenliter.

Ist z. B. das Gefälle zum Widder, welches mit 4,0 m angenommen wurde, auf 150 m Leitungslänge erreichbar, so würde bei einem Rohrdurchmesser von 2 " oder 50,80 mm

2,0 -0,7-4    5.6

20

Lichtweite die Wassermenge von 2 Sek.-Litern einen Druck-höhenverlust von 2,40 m pro 100 m für v = 1, somit von 3,10 m im ganzen erleiden. Der Nutzeffekt wäre daher aufserordentlich gering und jedenfalls wäre obige Formel in solchen Fällen nicht anzuwenden. Da jedoch Widder mit einer Einströmungsöffnung von mehr als 2 " nicht allgemein im Handel sind, behilft man sich in solchen Fällen häufig damit, dafs bis zum Widder gröfsere Rohre verwendet werden, welche kurz vor demselben auf die normale Einlaufweite zu reduzieren sind, oder man wählt 2 Widder, ■welche zusammen in einen Windkessel arbeiten können, bzw. man errichtet als günstigste Abhilfe oberhalb des Widders ein kleines Hochreservoir, welchem das Quellwasser durch eine entsprechend grofse Leitung zugeführt wird, während das kurze Abflufsrohr von diesem Becken zum Widder alsdann nur noch einen minimalen Druckhöhenverlust verursacht, insbesondere, wenn der Auslauf trichterförmig gestaltet wird. Der Wasserspiegel in diesen Hochbehälter kann bei ruhendem Betrieb in der gleichen Höhe liegen wie jener der Quellfassung, wenn das Zuleitungsrohr kurz über dem Boden oder in diesen selbst mündet.

Die Zuleitungsrohre von der Quelle zum Reservoir sind alsdann wegen der geringen Wassergeschwindigkeit frostfrei in den Boden zu legen und geht das Steigrohr innerhalb des für die Widderanlage erforderlichen Häuschens, isoliert nach aufwärts.

Verwendet man im gegebenen Falle Rohre von 100 mm Lichtweite für die Zuleitung, so fördern diese bei v = 0,3 bereits 2,36 Sek.-Liter, wobei der Druckhöhenverlust = 0,145 pro 100 m und rund 0,22 m pro 150 m wird. Auf 4,0 m — 0,22 = 3,78 m Fallhöhe zum Widder wird bei Rohren von 2 " oder 50,80 mm und bei v — 1 der Druckhöhen Verlust pro Meter 0,024 m, auf 3,78 m = 0,09 m. Der gesamte solche ist daher 0,22 -j- 0,09 = 0,31 m. Beträgt die Länge der Steigleitung 250 m und sollen mindestens 0,28 Sek.-Liter in derselben gefördert werden, so wären Rohre mit IV4" = 31,75 mm Lichtweite zu wählen, welche bei v = 0,4 bereits 0,317 Sek.-Liter Wasser fassen und wobei der Druckhöhenverlust pro 100 m 0,64 m, im angenommenen Falle 250,0 • 0,64

also

= 1,7 m beträgt.

100

Demnach ergibt sich ein wirksames Gefälle von 4,0 — 0,31 = 3,69 m bei einer Steighöhe von 21,70 m ein-schliefslich des Röhrenwiderstandes. Man kann die Widerstände , welche infolge der Reibung und Adhäsion der Ventile beim Gange des Widders entstehen, durchschnittlich mit 10—15% annehmen.

Formel ein, so erhält man

= rund 0,28.

Setzt man die gewonnenen Werte in die y orangeführte 2,0 • 0,85 • 3,69

21,70

Es ist damit bewiesen, dafs diese Formel zwar unter

bestimmten Voraussetzungen zutrifft, jedoch als Grundbedingung erfordert, dafs die Druckhöhenverluste die minimalsten werden. Es ist daher nicht verwunderlich, dafs Widderanlagen, welchen keine genaue Berechnung zugrunde liegt und sozusagen nach dem Gefühle hergestellt werden, oftmals recht ungünstige Resultate liefern. Man sollte daher bei Bestellung eines Widders nie versäumen, sich über den Wirkungsgrad dieser Wasserhebungsvorrichtung zu informieren und vom Lieferanten Garantie zu verlangen, dafs die Reibungswiderstände, die Adhäsion der Ventile und deren Eigengewicht nicht zu grofs werden, so dafs die Arbeitsleistung keinesfalls unter 85% seiner ideellen Leistung herabsinkt.

Dafs die Widderanlagen für kleinere Wasserversorgungen Vorzügliches leisten, ist nicht zu bestreiten, da sie ohne Reparaturen jahrelang tadellos funktionieren, falls nicht übersehen wird, sich zu vergewissern, ob die Luft im Windkessel nicht verbraucht ist, was zu einem Stillstand des Ganges der Widder Anlafs gibt. Die Anbringung kleiner Luftlöcher in den Windkesseln verzögert bzw. verhindert jedoch auch diesen Vorgang.

Durch Anwendung von mehreren Widdern kann auch das Versagen eines einzelnen unschädlich gemacht werden. Einer gewissen Pflege bedarf jedoch jede maschinelle Einrichtung, so dafs auch der Widder keine Ausnahme bilden kann.

68. Konstruktion und Wirkungsweise der hydraulischen

Widder.

Es wurde schon wiederholt erwähnt, dais kurz ab-schliefsende Hydranten, Lilien oder Konushahnen etc. in Druckleitungen heftige Stöfse zu erzeugen vermögen, deren Kraftäufserung so grofs ist, dafs z. B. der in einer Leitung vorhandene Druck von 4 Atm sich auf das Doppelte, ja Dreifache erhöht, wenn diese Leitung sehr rasch abgeschlossen wird. Diese Erscheinung, welche physikalisch nicht erschöpfend begründet zu werden vermag, ist seit langer Zeit bekannt und im hydraulischen Widder auch ausgenutzt. Verfolgt man das gegebene Beispiel weiter und berechnet für die Fall- und Steigrohrleitung die Arbeitsleistung in Kilogrammetern, so ergibt sich für erstere 3,69 • 2 = 7,38 kgm und für letztere 251,7 • 0,28 = 7,05 kgm.

Man sieht hieraus, dafs zwar für den Widder nur 0,33 kgm als Reibungsverlust sich berechnen, im übrigen aber die bestehenden Naturgesetze über jede Arbeitsleistung auch bei der ungewöhnlichen Erscheinung, welche im Rückstofse des Wassers hinsichtlich der entstehenden Kraftentwicklung vorliegt, nicht alteriert werden. Die Konstruktion des Widders ist nun folgende: Die zu demselben führende Zuleitung mündet mittels eines T-Stückes in den Boden des Windkessels, und wird diese Mündung mit einem Teller- oder Klappenventil versehen, welches sich nach innen also gegen den Windkessel zu öffnet. Die andere Öffnung des T-Stückes mündet in das sogenannte Stofsventil, das so konstruiert ist, dafs es von der herabfliefsenden Wassersäule hochgehoben und geschlossen wird, während dasselbe vermöge seines Eigengewichtes von selbst herabfällt, sobald infolge des Rückstofses beim Schliefsen dieses Ventiles das Wasser einen Moment rückläufig wird und — das Ventil im Windkessel hebend —, in diesen eintritt.

Das Steigrohr zweigt über dem Boden des Windkessels ab. Sobald von dem Reservoire, von welchem aus die Fallrohrleitung zum Widder geführt ist, Wasser abgelassen wird, strömt dasselbe zum Stofsventile, schliefst dieses, hebt das

68. Konstruktion u. Wirkungsweise der hydraul. Widder. 139

Tellerventil zum Windkessel und stellt sich in der Steigleitung auf die Wasserspiegelhöhe in dem letzterwähnten Reservoire ein, w⁷orauf Ruhe eintritt. Um den Widder in Gang zu bringen, wird nun das Stofsventil mit der Hand so lange nach abwärts gedrückt und sofort wieder losgelassen, bis in der Steigleitung jener Druck eintritt, der erforderlich ist, um einen selbsttätigen Rückstofs zu erzeugen. Während des erzwungenen Spieles des Stofsventiles steigt nämlich das Wasser im Steigrohr bis zu dieser erforderlichen Höhe empor, und arbeitet der Widder alsdann selbsttätig weiter. Das herabfliefsende Wasser hebt das Stofsventil und schliefst dasselbe. Es tritt damit der nötige Rückstofs ein, das Wasser wird, wie erwähnt, rückläufig, hebt das Tellerventil zum Windkessel und läfst Wasser in diesen eintreten. Wird das Gewicht der aufsteigenden Wassersäule gröfser als die Arbeitsleistung, die durch den Rückstofs erzeugt wurde und die nur ganz kurze Zeit an dauert, so schliefst sich das Tellerventil wieder und aus dem Stofsventil strömt so lange Wasser ab, bis das nun wieder herabfliefsende Betriebswasser Kraft genug besitzt, um das Stofsventil neuerdings zu heben, und zu schliefsen, somit einen neuen Rückstofs zu erzeugen. Auf solche Weise geht das Spiel weiter und wird durch den Ausgleich der im Windkessel vorhandenen Luft die Wasserbewegung im Steigrohr eine gleichmäfsige, also nicht stofsweise. Die günstigsten Resultate liefert eine Widderanlage im Verhältnisse 1:5 bis 1:7 bezw. 4:20 bis 4: 28 usw. bei Verwendung der erforderlichen Rohre und Beobachtung der im vorstehenden erläuterten Voraussetzungen für den rationellen Betrieb von Widderanlagen. Werden mehrere Widder bei vorhandenem grofsem Gefälle der betr. Quellen unter wiederholter Ausnutzung dieses Gefälles einer unterhalb des anderen eingebaut, so können die betr. Steigleitungen so miteinander verbunden werden, dafs vom obersten Widder nur noch eine einzige zur Ortschaft geführt wird. Selbstredend müssen die Leitungsquerschnitte von Widder zu Widder bezw. zum Orte entsprechend grofs gewählt werden, so dafs der Druckhöhenverlust ein minimaler wird.

Schematische Darstellung der AVirkungsweise eines hydraulischen Widders.

QueMmJej ^

P_

R. Reservoir ~

Fig. 15.

R ist das Reservoir, welches sein Wasser vom Quellensammler erhält (Bach, Teich etc.), falls Widder nicht für Wasserversorgungsanlagen dienen soll,

L bezw. LI ist die Leitung für das Betriebswasser des Widders, V ist das Wassereintrittsventil in den Windkessel W,

S bezeichnet das Stofsventil und D die Steig- oder Druckleitung, 0 ist eine Öffnung bezw. Hahnen für Zufuhr von Luft.

Die Verteilung des durch Widderanlagen geförderten Wassers erfolgt in gleicher Weise, wie bei Leitungen mit natürlichem Gefall.

Dafs auch Springbrunnen, WiesenbeWässerungen etc. mittelst Widderanlagen hergestellt werden können, sei noch kurz erwähnt.

69. Die Projektierung des eigentlichen Druckrohrnetzes.

a) Allgemeines.

Ein eingangs von Teil II durchgeführtes Beispiel hat gezeigt, dafs bei 7 Sek.-Litern Wasser durch Einschaltung eines Hochreservoires mit 400 cbm Wasserinhalt eine kleine Stadt durch eine Hochquellenleitung versorgt zu werden vermag, und dafs der Tagesbedarf grofse Schwankungen aufweist, welche dadurch ausgeglichen werden, dafs das Reservoir zu Zeiten höchsten Bedarfes Wasser von seinem Überschüsse abgibt. Es ist daher, wie dort schon erwähnt wurde, klar, dafs die Rohre für den höchsten Wasserverbrauch zu berechnen sind, damit nicht die Druckhöhe bei erhöhter Wassergeschwindigkeit zu stark herabsinkt. Um insbesondere bei Feuersgefahr hinreichend Wasser unter starkem Drucke zu erhalten, sind im vorausgehenden und im weiterem Verfolge des begonnenen Beispieles Rohre mit 200 mm Lichtvveite vorgesehen worden, welche bei einer Wassergeschwindigkeit von 0,5 m sekundlich 15,708 Liter Wasser fördern. Diese Menge soll nun in der Stadt tunlichst dem Bedarfe entsprechend verteilt werden, weshalb vorteilhaft Konsumaufnahmen der Rohrdurchmesserbestimmung vorausgehen. Es empfiehlt sich nicht, Rohre unter 80 mm Lichtweite in kleineren Strafsen zu wählen, schon in Hinsicht auf die Speisung der Hydranten.

b) Die Systeme eines Rohrnetzes.

Man unterscheidet im allgemeinen zwischen Zirkulationsleitungen und solchen nach dem Verästelungssysteme.

Letzteres verzweigt sich, wie schon der Name besagt, in eine Reihe von Endsträngen, die erst von dem Hauptrohre , dann von den Nebensträngen ausgehen, ohne dafs die so entstehenden Endpunkte miteinander verbunden würden.

Zirkulationsleitungen führen wieder an ihren Ausgangspunkt zurück, so dafs jede Strafse ihr Wasser von zwei Seiten erhält.

Letzteres System ist vorzuziehen, da eine Schlammansammlung am Ende der Leitung vermieden ist, die Wasserentnahme geringere Druckschwankungen verursacht, eine Erwärmung des Wassers oder Einfrierungsgefahr verhindert wird und bei Rohrbrüchen etc. Störungen in dem Wasser-bezuge auf das geringste Mafs beschränkt werden können Allein nur in seltenen Fällen ist es ohne bedeutende Mehrkosten möglich, eine vollständig geschlossene Zirkulationsleitung herzustellen. Man ist daher meist gezwungen, beide Systeme gleichzeitig zur Anwendung zu bringen und z. B. in langen über die Peripherie der Stadt sich weit hinausziehenden Strafsen sogenannte End- oder tote Stränge einzubauen und dieselben am Schlüsse der Leitung mit einem Hydranten zu versehen, der eine Entschlammung des Stranges zuläfst. Am tiefsten Punkte des Rohrnetzes ist auch bei Zirkulationsleitungen eine Entschlammungsleitung mit Absperrschieber vorzusehen, nötigenfalles auch mehrere solche.

Hydranten können, wie erwähnt, gleichfalls zur Entschlammung benutzt werden, und ist bei deren Verteilung auch diesem Umstande Rechnung zu tragen.

c) Bestimmung des Rohrnetzes.

Es wurde im vorausgehenden erwähnt, dafs die Verteilung des Wassers durch entsprechende Wahl der Rohrdurchmesser eine möglichst gleichmäfsige, d. i. dem Konsum entsprechende, sein soll. Sind keine Zirkulationsstränge vorhanden, so lassen sich die einzelnen Rohrdurchmesser auf Grund der Tabelle 11 und der vorausgegangenen Konsumaufnahme leicht bestimmen. Aber auch hier schon ist man genötigt, nicht die rechnerisch bestimmten oder aus der Tabelle entnommenen Rohrdurchmesser zu wählen, sondern gröfsere, da die zur Zeit der Konsumaufnahme vorhandenen Gewerbe vielfach wechseln, durch Auf- oder Neubau in den einzelnen Strafsen eine dichtere Bevölkerung entsteht etc. Das gleiche gilt von Zirkulationsleitungen, die allerdings eine reichlichere Wasserentnahme gestatten, im übrigen jedoch trotz schärfster Berechnung, oder vielleicht gerade infolge der letzteren, ebenfalls ungenügend ausfallen können. Es ist daher rätlich, sich mehr auf praktische Erfahrungen als auf eine schwierige und dem Wasserbedarfe nur selten entsprechende hydromechanische Rohrbestimmung zu verlassen und die Rohre im allgemeinen so grofs zu wählen, dafs bei ernstester Brandgefahr immer noch reichlich Wasser unter einem starken Drucke vorhanden ist. Von diesem Gesichtspunkte aus betrachtet spielt der normale Wasserverbrauch nur eine nebensächliche Rolle und ist für die Projektierung in erster Linie die Frage mafsgebend: wie viele Hydranten hat der betreffende Rohrstrang zu speisen, hezw. wie grofs ist deren Zahl anzunehmen, damit bei dringender Gefahr das Feuer wirksam bekämpft werden kann. Ist diese Frage beantwortet, so ist auch die hierzu erforderliche Wassermenge leicht zu berechnen, und wird zu dieser lediglich der nor-

male Verbrauch geschlagen. Es sollen aus diesen Gründen Rohre unter 80 mm Lichtweite auch in den unbedeutendsten Seitensträngen nicht verwendet werden. Bei einem rationellen Projekte ist daher in erster Linie die Zahl und Lage der Hydranten, wenn möglich im Benehmen mit dem Kommandanten der Feuerwehr festzusetzen, Bedacht darauf zu nehmen, dafs auch von abzweigenden Rohrsträngen Hydranten für die betreffende Strafse verwendbar gemacht werden, ehenso ob nicht von Parallelstrafsen aus die Rückseite der Gebäude in Angriff genommen werden kann etc. Dafs ein derartiges Vorgehen nötig ist, soll durch ein Beispiel erläutert werden:

Eine Strafse von 400 m Länge hat einen Wasserbedarf von 0,6 1 sekundlich und sind hierfür Rohre mit 80 mm Lichtweite gewählt, welche angenähert bei 0,6 m Sekundengeschwindigkeit 4,0 1 Wasser liefern. Das am Ende dieser Strafse gelegene Haus steht in Flammen und sind 2 Hydranten in Tätigkeit. Die durch das Reservoir gegebene mittlere Druckhöhe beträgt 4,0 Atm. oder 40 m am tiefsten Punkte der Stadt.

Ein Hydrant beansprucht bei einem Strahlrohre von 15 mm Lichtweite pro Stunde ca. 12,5 cbm = 3,5 Sek.-Liter und 2 solche 25 cbm oder rund 7 Sek.-Liter. Hierzu der normale Verbrauch mit 0,6 1, im ganzen ist daher der Bedarf

7,6 Sek.-Liter. Um diese Menge der Rohrleitung zuzuführen, mufs das Wasser mindestens eine Geschwindigkeit von 1,5 m sekundlich annehmen. Der Druckhöhenverlust wird dabei 3,17 pro 100 m und für 400 solche 12,68 m. Die betreffende Strafse liegt vielleicht um 6 m über der tiefsten Stelle der Stadt, so dafs die Druckhöhe weiters um diese Zahl vermindert wird. Das Haus selbst mifst bis zum Giebel 15 m, die Wirkung des frei emporgetriebenen Wasserstrahles wird durch den Widerstand der atmosphärischen Luft um ca. x/8 reduziert, im gegebenen Falle vielleicht um 2 m, der Gesamtdruckverlust wird daher 12,68 -j- 6    15 -f- 2 = 35,68 oder

rund 36 m, so dafs 0,4 Atm. wirksam werden, was natürlich viel zu wenig wäre. Würde die Öffnung eines dritten Hydranten nötig, so müfste die Druckhöhe vollständig versagen.

Eine derartige Anlage wäre also unzulässig, und müfsten unter solchen Umständen gröfsere Rohre gewählt werden, welche einen geringeren Druckhöhenverlust nach sich ziehen.

In den Darstellungen über die Wasserkraftanlagen, Teil I Seite 50 wurde bereits erörtert, in welcher Weise der Druckhöhenverlust lii zu berechnen ist, und zwar mittels

Dort ist auch erwähnt,

der Formel hi = 1 -)- £ -f X

dafs bei längeren Leitungen der Wert von 1 -f- £ vernachlässigt werden kann, wenn der Einlauf in die Rohre trichterförmig verbreitert ist, wobei der Wert des Coeffizienten § von 0,505 auf 0,08 herabsinkt.

Diese Voraussetzung trifft jedoch bei Wasserversorgungsanlagen fast niemals ein, und ist daher bei kurzen Leitungen, falls die Wassermenge oder die Geschwindigkeit gesucht werden soll, welche bei einem vorhandenen Gefälle und ebensolchen lichten Durchmesser eine Rohrleitung durchfliefst, die Formel zu benutzen :

i.

und

2. Q =

v=_rJML=

i¹+?+¹ \

iißh

Wird v gesucht und die Formel für X nach Weifs-bach angenommen, so erhält man eine komplizierte Gleiohung, da der Wert von X von dem Genannten als abhängig von der Wassergeschwindigkeit angenommen ist, indem die betr. Formel lautet:

0,009 471

X = 0,01439 -f

so dafs das gesuchte v auch unter dem Wurzelzeichen erscheint.

Darcy gründet seine Formel darauf, dafs v direkt vom Rohrdurchmesser d beeinflufst sei und gibt die Formel:

X = 0,01989 -f

0,0005 078

Mit Hilfe letzterer Formel für X sind die obigen Gleichungen 1 und 2 direkt ohne Schwierigkeiten auflösbar, da mit Ausnahme von X die einzelnen Buchstabenwerte sämtlich als bekannt vorausgesetzt sind, nämlich der Rohrdurchmesser und das Gefälle, welche bei derartigen Berechnungen gegeben sind, oder beliebig gewählt werden können.

Ist z. B. eine Leitung bei 2,8 m Gefälle 1800 m lang und der Rohrdurchmesser 150 mm, so wird :

j 19.62 • 2,8

j/ 1 + 0,505 + X • 0,0005 078

1800

0,15

X = 0,01989 + /l9d>2 • 2,8

0,15

= 0,0232

j/1 + 0,505 = 0,0232

7,41 200

1800

16,7304

= 0,443

0,15

Q = 0,443 • 0,15² • 0,7854 = 0,443 • 0,01 767 = 7,83 Sek.-Liter.

Gegenüber dem Ergebnisse, welches sich berechnet, wenn das X von Weifsbach in der Gleichung eingesetzt würde, erscheint die Geschwindigkeit v zu hoch und dem-gemäfs auch die Wassermenge Q. Vergleicht man die Tabelle I 2 mit dem eben erhaltenen Resultate, so zeigt sich das sehr genau. Das Gefälle von 2,8 m auf 1800 m Länge

2,8

ergibt pro 100 m —= 0,1555 m.

Io

Die Tabelle ergibt für v = 0,4 m und d = 0,15 einen Druckhöhenverlust von 0,1596. Die der ersteren Zahl entsprechende Geschwindigkeit ergibt sich durch eine einfache Proportion 0,1555 : 0,1596 = x : 0,4 == rund 0,39 m, während oben 0,443 m ausgewiesen sind. Die Wassermenge Q wäre bei v — 0,39, Q — 0,01 762 ■ 0,39 — 6,87 Sek.-Liter. Die zutage tretende Differenz ist eine ziemlich beträchtliche, und zwar um so mehr, als bei Benutzung der Tabelle der Wert von 1 + 5 nicht berücksichtigt ist.

In der Praxis wird für Wasserversorgungsanlagen ein mittlerer Wert für X von 0,025 häufig gewählt.

10

Schlotthauer, Wasserversorgungsanlagen.

Während X nach Darcy mit 0,0232 ermittelt wurde, ergibt sich für v = 0,39 nach Weifsbach folgendes:

X = 0,01439-f

= 0,02 956.

0,009 471

y^39

Nachdem ein bestimmter Anhaltspunkt darüber nicht besteht, welche von beiden Formeln der Wirklichkeit am nächsten kommt, wird es sich vielleicht empfehlen, den mittleren Wert aus beiden Berechnungen von X zu wählen, das ist 0,0264, wenn nicht vorgezogen wird, die ungünstigeren Resultate nach der Formel von Weifsbach zu wählen, die wohl zu etwas grofsen Rohrlichtweiten führen, dagegen jede Enttäuschung nach Fertigstellung der Anlage aus-schliefsen. Aus dieser Erwägung würde meinerseits die Tabelle I 2 nach den Angaben des Letztgenannten berechnet. Dieselbe bietet daher eine vollständige Sicherheit, so dafs allenfallsige Mehrkosten nicht in Betracht kommen, zudem als einerseits die Quellschüttungen veränderlich sind, anderseits bei Druckrohrsträngen der Wasserbedarf niemals genau festgestellt werden kann.

Aus dem Seite 143 aufgeführten Beispiele ist zu entnehmen, dafs auch bei grofsen Hochreservoiren, welche sonst die Entnahme reichlicher Wassermengen bei beliebiger Geschwindigkeit des Wassers gestatten, ein Zeitpunkt ein tritt, woselbst das Wasser in einer bestimmten Höhe nicht mehr zum Auslaufe gelangt.

d. Darstellung der Piezzometerstände.

Man hat daher die einzelnen Strafsenzüge auf diesen Fall zu untersuchen und unter der Zugrundelegung der höchsten Wasserentnahme sowohl als der normalen die sog. Piezzometerstände in den Längenprofilen einzuzeichnen.

Dieselben geben den Druckhöhenverlust sowohl bei der normalen Wassergeschwindigkeit, die gewöhnlich nicht unter 0,4 m sekundlich gewählt wird, bei Bezeichnung der Wassermenge, welche unter dieser Geschwindigkeit geliefert wird, als auch bei mittlerem und höchstem Wasserverbrauche und der alsdann nötig werdenden Wassergeschwindigkeit an.

Die Horizontale, unter welche die einzelnen Drucklinien herabsinken, wird zweckmäfsig vom zulässigen niedrigsten Wasserstande im Hochreservoir ausgezogen. Liegt die Stadt in unebenem Gelände, so ist jede Strafsen-höhe, welche sich wesentlich über den tiefsten Punkt der Stadt erhebt, im Längenprofil darzustellen.

Der Druckhöhenverlust wird bekanntlich durch die Länge der Leitung beeinflufst, es ist also auch die Strafsen-länge neben der Erhebung der Strafse über den tiefsten Punkt der Stadt ersichtlich zu machen.

Auf solche Weise kann der in jeder Strafse vorhandene wirkliche Druck bei kleinster, mittlerer und gröfster Wasserentnahme direkt dem Längenprofile entnommen werden.

Je nach den örtlichen Verhältnissen ist daher zu dem normalen Verbrauche ein Zuschlag für die Tätigkeit von 2 bzw. 3 oder mehr Hydranten zu machen.

Man geht also vom Hochreservoir, und zwar vom tiefsten Wasserstande aus, und betrachtet diese Linie als Horizont für die Piezzometerlinien, unter welchen letztere herabsinken.

Ist die Zuleitung zur Stadt z. B. 1400 m lang und sind Rohre mit 200 mm Lichtweite vorhanden, so fördern diese bei 0,5 m Geschwindigkeit des Wassers 15 Sek.-Liter, d. i. beispielsweise den normalen Tagesverbrauch. Die vorbe-zeichnete Horizontale liege z. B. 60 m über dem tiefsten Punkte der Stadt. Der Druckhöhenverlust wird dabei pro 100 m 0,177 m und für 1400 m = 2,478 oder rund 2,5 m, die Druckhöhe beim Beginne des Rohrnetzes selbst ist also 60 — 2,5 = 57,50 m. Die darzustellende Linie senkt sich daher auf die Länge des betr. Rohrstranges, welche im Profile ersichtlich zu machen ist, um 2,5 m unter die Horizontale des tiefsten Wasserstandes im Hochreservoir herab.

Als zweite von gleichem Punkte ausgehende Linie wählt man meist v = 1. In diesem Falle liefert die gleiche Leitung bereits 31,416 Sek.-Liter, und wird der Druckhöhenverlust 0,608 pro 100 m und daher für 1400 m = 8,51 oder rund 8,50 m, um welche Höhe die zweite Linie an ihrem Ende unter die Horizontale herabsinkt. Der Druck am Ende dieser Leitung ist daher 60 — 8,5 = 51,5 m.

10*

Unter normalen Verhältnissen wird für eine Stadt mit 4000 Einwohnern die letztgenannte Wasserentnahme bereits als Maximum zu betrachten sein, wenn 15 Sek.-Liter unter gewöhnlichen Verhältnissen als höchster Tagesbedarf angenommen werden, da für Feuersgefahr alsdann bei gefülltem Reservoir zu 400 cbm und stetem Zulauf des vorhandenen Wassers in dasselbe längere Zeit hindurch 16,4 Sek.Liter zur Verfügung stehen, mit welchen 5 Hydranten angenähert 5 V₂ Stunden lang gespeist werden können. Die Druckhöhen am Ende der betr. Leitung werden in das Längenprofil eingeschrieben, ebenso die Wassermenge und die Wassergeschwindigkeit, unter welcher dieser Druckverlust entsteht. Diese Angaben werden über der betr. Druckhöhenlinie verzeichnet:

im ersten Falle z. B. v = 0,5 Q = 15,0 1 sekundlich, » zweiten

v — 1,0 Q = 31,4 »    »

v = 1,5 Q = 47,1 »    »

Die an den Hauptrohrstrang anschliefsenden Seitenstränge werden in gleicher Weise graphisch dargestellt ; sie gehen jedoch nicht vom Horizonte für die Piezzo-meterlinie, sondern am Ende jenes Druckrohrstranges, von welchem die betr. Leitung abzweigt, bzw. von einem zweiten Horizonte aus, welcher unterhalb des ersten die Druckhöhe vor dem Stadtrohrnetze als Horizontale angibt. Häufig wird in der Darstellung der Piezzometerlinien die Druckleitung vom Hochreservoir bis zum Verteilungspunkte gesondert gezeichnet.

Es ist nicht rätlich, eine Wassergeschwindigkeit von mehr als 1,5 m pro Sekunde zu beanspruchen, da sonst beim Schliefsen der Hydranten leicht starke Stöfse entstehen, welche Rohrbrüche veranlassen können. An und für sich kann bei gröfseren Hochreservoiren Wasser mit jeder Geschwindigkeit, also in reichlichster Menge entnommen werden, da ja diese Geschwindigkeit direkt von der Wasserentnahme abhängt. Praktisch ist bei Aufstellung eines Projektes die Wahl einer Maximalgeschwindigkeit über 1,5 m nicht rätlich, damit die Rohre nicht zu klein ausfallen. Das vorausgegangene Beispiel Seite 143 zeigt, dafs es un-zulässig ist, zu kleine Rohre und allzugrofse Geschwindigkeiten anzunehmen, indem der Druckhöhenverlust in diesem Falle so grofs werden kann, dais das Wasser in einer gewissen Höhe nicht mehr zum Ausflusse gelangt.

Mittels d'er graphischen Darstellung der Piezzometer-linien für die einzelnen Strafsen läfst es sich sofort erkennen, ob die Rohrdurchmesser richtig gewählt wurden, wenn auf Grund der vorhandenen Hydranten und der Konsumaufnahmen der höchste Wasserverbrauch für den fraglichen Rohrstrang ermittelt ist. Man hat daher bei der Projektierung der einzelnen Rohrlichtweiten nur nötig, sich die geringste für diese Wasserentnahme zulässige Druckhöhe festzulegen, dieselbe in den graphischen Darstellungen einzuzeichnen und zu beachten, ob man mit dem der Tabelle I entnommenen Rohrdurchmesser bei der erforderlichen Wassermenge und der für diese nötigen Geschwindigkeit nicht unter diese Höhe hinabsinkt, in welchem Falle die lichte Rohrweite zu vergröfsern ist. Beispiel:

= 3,099 oder rund 3,1 m.

Die Piezzometerlinie senkt sich daher bis dorthin vom Horizonte 61,0 auf 57,9 m ab. Vom Rathause zweigt eine Strafse seitlich ab, welche 500 m lang ist, schon am Anfänge beginnend um 4 m steigt und deren bauliche Verhältnisse eine Druckhöhe von 35—40 m bedingen, sollen die höchsten Giebel noch wirksam mit Wasser überschüttet werden können.

Die betr. Strafse benötigt für gewöhnlich 0,7 Sek-Liter. Bei einem ausgedehnten Brande fallen 4 Hydranten in Be-

Länge =

Das Hochreservoir einer Stadt liegt in einer Höhe, dafs der höchste Wasserstand 63, der niedrigste 61 m sich über dem Platze vor dem Rathause befindet, welcher die mittlere Strafsenhöhe angibt. Die Rohrlichtweite vom Hochbehälter bis dorthin ist auf 200 mm festgesetzt, die bei der normalen Geschwindigkeit von 0,5 m pro Sek. abfliefsende Wassermenge ist rund 15 Sek.-Liter. Die Länge dieser Leitung ist 1750 m. Der Druckhöhenverlust pro 100 m ist nach Tab. I 2 unter diesen Voraussetzungen = 0,1771 und für die angegebene 1750 • 0,1771

100 tracht. Wie grofs ist der Rohrdurchmesser für den betr. Strang zu wählen?

Der Druckhöhenverlust vom Hochbehälter an gerechnet beträgt bis zur betr. Strafse 3,1 m und ist die Druckhöhe an deren Beginn 57,9 m. Nachdem 40 m im ganzen verbleiben sollen, sind rund 18 m noch verfügbar. Von diesen ist die Höhe der Strafsensteigung mit 4 m in Abzug zu bringen, so dafs noch 14 m übrig bleiben. Durch das Passieren der Schlauchleitung und den Druck der atmosphärischen Luft auf das aus dem Strahlrohre aufsteigende Wasser entsteht zwar noch ein weiterer Widerstand, der jedoch durch die Annahme einer Druckhöhe von 35—40 m bereits berücksichtigt ist, da der Giebel des höchsten Hauses sich nicht über 22 m — von der Strafse aus gerechnet — erhebt. Bei 500 m darf daher der Druckhöhenverlust pro 100 m 14 : 5 = 2,8 m nicht überschreiten.

Die nächst

Die Wassermenge, welche erforderlich ist, um 4 Hydranten zu speisen und den normalen Konsum zu decken, ist 14,7 Sek Liter. Eine entsprechende Quantität, u. z. 15,33 Sek-Liter, liefern Rohre mit 125 mm Lichtweite unter der Geschwindigkeit von v = 1,25 m (siehe Tabelle I 1 u. 2). Der Druckhöhenverlust wird dabei pro 100 m 1,4565 oder 1,46 m, erfüllt daher die vorausgehende Bedingung, kleineren im Handel befindlichen Rohre haben einen lichten Durchmesser von 100 mm. Diese liefern das nötige Wasser von ca. 15 Sek.-Liter erst bei einer Geschwindigkeit von 2 m, bei welcher der Druckhöhenverlust bereits 4,3 pro 100 m würde, daher viel zu hoch ist.

Wenn auch anscheinend der Rohrdurchmesser von 125 mm günstig bemessen wurde, so ist doch durch das gegebene Beispiel bewiesen, dafs eine scharfe Berechnung der Lichtweite schon daran scheitert, dafs die Rohre nicht in beliebiger Gröfse erhältlich sind, also fast regelmäfsig zu grofs gewählt werden müssen.

Nun kommt aber für das gegebene Beispiel noch in Betracht, dafs während des Betriebes der Hydranten der Hauptrohrstrang um 7 bis 8 Sek-Liter Wasser mehr zu liefern hat, wodurch eine Geschwindigkeit von 0,8 statt 0,5 m pro

Sekunde eintritt, welche 7,2 statt 3,1 m Druckhöhenverlust bedingt, so dafs der gesamte sich berechnet wie folgt:

14—(4,1 -(- 5 • 1,46) = 2,60 m, welche als Überschufs über die geforderte Druckhöhe von 40 m verbleiben, also ein derartig kleiner, dafs unter die gewählte Rohrdimension auch dann nicht mehr herabzugehen wäre, wenn zwischen den beiden genannten Rohrgattungen noch eine weitere im Handel wäre.

Wird in der angegebenen Weise Strang um Strang festgesetzt und sind im Längenprofile die Piezzometerstände richtig verzeichnet, so kann das betr. Projekt als durchaus rationell bezeichnet werden, da alsdann die Anlage den höchsten Anforderungen entspricht.

70. Berechnung der einzelnen Bohrstränge.

Zu beachten ist dafs die Berechnung oder Aufsuchung der Druckhöhenverluste von Strang zu Strang unter Berücksichtigung der jeweiligen Durchmesser und der zunehmenden Länge zu erfolgen hat.

Dafs man jedoch nicht allzuängstlich zu verfahren hat und die Lage jedes Hydranten nicht vorher einzumessen braucht, soll ausdrücklich erwähnt werden. Wie schon das vorausgegangene Beispiel zeigte, genügt es vollständig, den letzten Hydranten, der ohnedies fast immer an der Strafsen-kreuzung einzubauen ist, auf seine Druckhöhe zu berechnen. Ist diese angenähert richtig, so müssen die vorausgegangenen Hydranten den gestellten Anforderungen von selbst genügen, da bei denselben der Druckhöhenverlust ein kleinerer ist.

Es darf auch nicht aufser acht gelassen werden, dafs bei offenem Bausystem, bei welchem die Häuser 10—20 m und darüber von einander entfernt sind, die Feuersgefahr eine wesentlich geringere wird, und man sich fast in allen Fällen — von starken Stürmen abgesehen — darauf beschränken kann, das brennende Haus in Angriff zu nehmen und das nächste, vielleicht auch noch das folgende vor dem Winde gelegene Haus zu bespritzen, um die Dachung etc. vor Flugfeuer zu sichern. In solchen Fällen stehen die

Hydranten gewöhnlich in gröfseren Abständen voneinander, und kommen höchstens 2 solche zu gleicher Zeit in Verwendung. Diese fallen alsdann auch bei Bemessung der Rohrstränge einzig in Betracht, und zwar, wie erwähnt, die beiden letzten. Im Innern der Stadt liegt die Sache meist ungünstiger und sind sämtliche in die einzelnen Stränge eingebauten Hydranten zu berücksichtigen. Wenn für eine Strafse eine Rohrlichtweite von 80 mm vorgesehen wird, so dürfen in diese nicht mehr als 2 Hydranten eingebaut werden, insoferne geschlossenes Bausystem vorhanden ist, da diese bei v = 1,5 m 7,54 Sek.-Liter Wasser liefern, also ebensoviel, als die beiden Hydranten benötigen. Wird eine solche Leitung von einer zweiten, welche einen gröfseren Durchmesser besitzt, gekreuzt, so kann unter Umständen die Fortsetzung des 80 mm Stranges jenseits dieser Kreuzung wieder 2 Hydranten erhalten. Dieser Fall ist jedoch zu untersuchen, während im übrigen nur die äufsersten Hydranten auf ihre Druckhöhe zu bestimmen sind, wenn, wie gesagt, für den erwähnten Rohrdurchmesser nur 2 Hydranten in Frage kommen.

Obwohl sich im allgemeinen jedes Wasserleitungsprojekt auf Grund der lokalen Verhältnisse anders gestaltet, glaube ich doch durch Vorführung eines Beispieles die Arbeit der Projektsaufstellung erleichtern zu können. Es ist dabei unnötig, die gesamte Anlage zu bestimmen, und es genügt, zwei oder drei Röhrenfahrten festzusetzen, da alle übrigen in der gleichen Weise berechnet werden.

In nebenstehender Skizze ist die Wasserversorgung einer kleineren Stadt mit Pumpenbetrieb, Hoch- und Saugbehälter veranschaulicht. Das Wasser ist aus einem Brunnen entnommen gedacht, der 7 Sek.-Liter in maximo liefert. Die betr. Leitung zum Saugbehälter ist punktiert dargestellt.

Der Hauptplatz, welcher ca. 50 m breit ist, besitzt zwei Rohrstränge. Die Leitung a vom Hochreservoir zum Hauptknotenpunkte, das ist bis zum Übergange in die Leitung b, hat 200 mm Lichtweite und ist mittels Doppellinie gekennzeichnet. Der Strang b führt mit durchwegs 175 mm Lichtweite zur Pumpstation und ist in der gleichen Weise ersichtlich

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/£tXd=100m/m

/ 7/ I J.dobhr vy ^

b~ 175 m/m

'-125 m/m

h=100 w/m h

U = a0m/mt

ih=SO/%ii

§

il

~ß\ U -100¹⁷¹/m '

Saugbehälter    'u

Pumpstation -LI»

b*i75m/tot

%

II

L^\ w= SO m/m

—Hauptleitungen.

— Hohrstränge.

Üravitat tons Leitung. • Hydranten.

Fig. 16.

Auszug aus der Tab. 11 und 2 fiir die siimtl. verkommenden Kolirgattungen.

lichter

Rohrdurch

messer

v = 0,5 m (normal)

v = 1,0 m

v = 1,5 m (maximal)

Q --=

pro 100 m Liter pro 100 m

hl =

hl =

Bemerkungen

Q =

Liter pro 100 m Liter

mm

80    0,443    2,51    1,520    5,03    j 3,172 ; 7,54

Als Minimaldruck-höhe in der Leitung sind am höchsten Punkte des Ortes noch 35 m vorzusehen. Wasserstand im Hochbehälter = 61 m über Strang b.

Länge der Hauptrohrstränge a und b bis zu den einzelnen Abzweigungen : a. vom Hochbehälter bis x — 1500 m , m = 1570 >

» S = 1600 »

= 1640 »

= 1670 »

= 1700 »

= 1750 *

b. vom Knotenpunkte bis Pumpstation insgesamt 900 m von der Pumpstation

l = 350 m bis = 370 »

= 380 »

= 420 »

bis

= 460 » = 610 » = 650 »

» K. P. = 900 >

gemacht. Die Hydranten sind durch kräftige Punkte markiert. In der folgenden Übersicht der hier zu untersuchenden Stränge ist die Buchstabenbezeichnung für Strafsen mit offenem Bausystem unterstrichen.

Der Übersichtlichkeit halber empfiehlt es sich, den unter der Skizze vorgetragenen Auszug aus Tabelle I 1 und 2 für jedes Projekt anzufertigen. Die Skizze ist aufser Mafsstab dargestellt, und sind daher die Entfernungsmafse beliebig gewählt. Für die Projektierung genügt das Abgreifen der Längen aus den Steuerblättern.

Da die langen Endstränge mit 80 mm Lichtweite den gröfsten Druckhöhenverlust bedingen, sollen zunächst die Teilstrecken m und r, ferner u und t, sowie a und x, untersucht werden. Der Strang w, welcher der Pumpstation ziemlich nahe liegt, kann hier als nebensächlich entfallen.

Es kommen daher aufser den Hauptsträngen in Be

tracht :

Die Strecke x Länge 350 m, norm. Wasserverbr. l,10Sek.-L.

420 » 450 » 210 » 190 » 320 »

0,02 »

0,09    »

y>

0,08 » 0,01 » 0,04    »

1. Strecke x, welche den höchsten Wasserverbrauch aufweist und bei offenem Bausystem an einer industriellen Anlage endet.

Der Hauptstrang a ist bis x 1500 m lang. In Betracht zu ziehen sind höchstens 2 Hydranten als gleichzeitig im Betriebe.

Der Wasserbedarf ist daher 7 -f- 1,10 = 8,10 in maximo.

Die Stadt selbst benötigt normal 5 Sek.-Liter. Die Geschwindigkeit im Strange a bleibt daher unverändert, da derselbe 15,7 1 bei v = 0,5 m liefert, denen im Brandfalle 5 -f- 8,1 = 13,1 als Verbrauch gegenüberstehen.

Der Druckhöhenverlust in a — 15 • 0,177 = 2,66 m.

Der Strang x hat 100 mm Lichtweite und fördert bei v — 1 bereits 7,85 Sek.-Liter, bei v = 1,5 m 11,78 Sek.-Liter.

Der Piezzometerstand bei der Abzweigung von x = 61 — 2,66 = 58,34, hj im Strange x_— 3,5 • 3,93 = 13,76 m. Die Steigung bis zum Endhydranten beträgt 8,48 m. Der dort vorhandene Druck daher 58,34 — (13,76 -j- 8,48) — 36,10 m, was genügt, insbesondere, da die Wassergeschwindigkeit v = 1,5 m viel zu grofs gewählt wurde und bei v — 1,25 bereits 9,82 Sek.-Liter Wasser flielsen, also noch mehr als einschlielslich zweier Hydranten nötig ist. Die Druckhöhe würde daher in Wirklichkeit wesentlich günstiger, nämlich 58,34 — (6,37 + 8,48) — 42,49 m.

2. Leitung a, m, r,

Strang a bis m = 1570 m lang.

Piezzometerstand bei m = 15,7 • 0,177, bei v = 0,5 für a und 15,7 • 0,608 bei ~v — 1 für a.

Es kommen für den ersten Teil der Strecke m, d. i. bis zum Strange e zwei Hydranten in Betracht, ein dritter ist in e selbst eingebaut, während für den Rest von m nur zwei zu berücksichtigen sind, weshalb die erforderliche Wassermenge 7 -)- 0,2 = 7,2 Sek.-Liter beträgt.

v im Strange a kann daher mit 0,5 m sekundlich angenommen werden, so dafs der Piezzometerstand bei m = 61 — (15,7 • 0,177) = 58,22 m ist. Der Rohrstrang m hat 125 mm Lichtweite und ist 420 m lang; hi daher bei v = 1 0,973 • 4,20 = 4,09. Der Piezzometerstand am Ende von m = 58,22 — 4,09 = 54,11.

Die Wassermenge, welche bei v — 1 die Leitung von 125 mm Lichtweite durchfliefst, ist 12,27 Sek.-Liter, wäre also auch für 3 Hydranten genügend, ebenso entspricht auch die vorberechnete Druckhöhe mit 54,11 m, welche den Piezzometerstand für den dort beginnenden Strang r angibt. Dieser ist 450 m lang, hat 80 mm Lichtweite und sind wiederum maximal 2 Hydranten als beansprucht vorzusehen.

Für die in Betracht zu ziehende Wassermenge von 7,0 -f~ 0>09 = rund 7,1 1 ist ein v = 1,5 m erforderlich, wobei 7,54 1 abfliefsen.

hi = 4,5 • 3,172 = 15,94. Die Steigung bis zum Endhydranten beträgt 3,2 m und der Druck dortselbst daher 54,11 — (15,94 -f 3,2) = 37,97 m.

Somit ist auch dieser Strang genügend dimensioniert.

3. Leitung n, u, t.

Der Strang a bis zum Knotenpunkte ist 1750 m lang.

Die Rohrstrecke b — 900 — 650 = 250 m, der Durchmesser 175 mm.

n ist lang 210 m mit 125 mm, u = 190 m mit 100 mm und endlich t — 320 m mit 80 mm Lichtweite.

Der Piezzometerstand bei der Abzweigung von b ist für v = 0,5 61 — (17,50 • 0,177) = 57,9 m. Für b beim Beginne von n = 57,9 — (2,5 • 0,202) = 57,39.

Die Wassermenge, welche b bei v = 0,5 m durchfliefst, beträgt 12 Sek. Liter, ist also für 3 Hydranten und den normalen Wasserverbrauch hinreichend.

In der Leitung n ist diese Anzahl vorgesehen, und besteht die Möglichkeit, dafs sie auch in Funktion tritt.

Es ist daher für n die Geschwindigkeit v = 1 vorzusehen, so dafs 12,27 1 zur Verfügung sind.

Der Piezzometerstand am Ende von n ist daher 57,39 — (2,1 • 0,973) = 55,35.

Vom Strange u kommt nur die letzte Teilstrecke mit 190 m Länge in Rechnung, der Durchmesser — 0,1 m. Zu speisen sind 2 Hydranten mit 7 -f- 0,1 — 7,1 Sek.-Liter Wasser, der Piezzometerstand am Ende von u bei v — 1 m ist daher 55,35 — (1,9 • 1,216 —J— 4,0) (4,0 m = Strafsenerhebung) = 49,04 m.

Die Endstrecke t ist der Ausläufer der Stadt in die Landstrafse bei offenem Bausystem, weshalb nur 2 Hydranten in Rechnung zu ziehen sind. Der Wasserverbrauch im ganzen ist 7,0    0,04 = 7,04, die Wasserförderung bei

v = 1,5 = 7,54, also genügend. Der Piezzometerstand beim Endhydranten daher 49,04 — (3,2 • 3,172) = 38,99 oder rund 39 m, also ebenfalls hinreichend, vorausgesetzt, dafs die Strafse nicht ansteigt, was nicht angenommen wurde. Sollte dies der Fall sein, so könnte trotzdem der Strang mit 80 mm beibehalten werden, jedoch müfste die letzte Strecke von u den gleichen Durchmesser wie n, also nicht 100, sondern 125 mm erhalten, wobei der Druckhöhen Verlust beträchtlich abnehmen würde.

In der gleichen Weise wird mit allen übrigen Strängen verfahren, und würde beim Strange w insbesondere die Abzweigung vom Strange b zu berücksichtigen sein, für welchen der Druckhöhenverlust nur bis zur Pumpstation in Betracht fällt, da diese bei Feuersgefahr stets in Betrieb ist.

Weiteres wäre zu untersuchen, wie sich die Wasserverhältnisse für den Strang d bzw. e gestalten, welcher die Stränge m, «, z und c kreuzt, wenn die Wirkung der übrigen Zirkulationsstränge, welche die Wasserlieferung günstig beeinflufsen, aufser Betracht gelassen wird.

Sämtliche zweigen vom Hauptrohrstrange a ab, so dafs sie nach der Berechnung von m eines weiteren Zuflusses nicht mehr bedürfen. Die Fortsetzung des Stranges c über die Kreuzung mit d hinaus erhält Wasser vom letzteren, dessen Durchmesser 150 mm beträgt. Eingebaut sind je 2 Hydranten, demnach ist Wasser in Überfiufs vorhanden, wie auch die Druckhöhe noch sehr grofs ist. Ein dritter Hydrant ist im anschliefsenden Querstrange y eingebaut, kommt also nicht in Betracht.

Die gesamte Anlage ist demnach so projektiert, dafs sie allen Anforderungen entspricht. Brandstiftung an allen Ecken und Enden kann natürlich niemals als Grundlage für die Ausarbeitung eines Projektes dienen. Die nicht untersuchten Stränge /, g, h, i, k etc. unterliegen hinsichtlich der zu fördernden Wassermenge und erforderlichen Druckhöhe ohnedies keinem Zweifel mehr.

Zu prüfen wäre vielleicht noch, wie sich die Anlage gestaltet, wenn, was ja denkbar wäre, am Marktplatze die vorhandenen 5 Hydranten zu gleicher Zeit in Anspruch genommen würden. Dafs der Strang c mit zwei Hydranten bei v = 1,5 m den nötigen Anforderungen genügt, ist zweifellos festgestellt.

5 Hydranten erfordern ca. 17,5 cbm Wasser. Wird, wie bisher, davon abgesehen, dafs auch von der Pumpstation ca. 12 1 nach b geführt werden, und zwar unter v = 0,5 m, so hat der Strang b 10,5 1 beizuführen, welcher Anforderung derselbe bei ebenfalls v = 0,5 reichlich entspricht, und zwar mit 12,03 1. Im Zuleitungsstrange a sind für den Strang c ca. 7 Sek.-Liter zuzuführen, für b obige 10,5, somit 17,5. Hierzu der normale Verbrauch mit ca. 5 Sek-Litern, so dafs im ganzen 22,5 Sek.-Liter abzufliefsen haben. Hierzu genügt eine Geschwindigkeit von 0,8 m im Strange a mehr als ausreichend, wobei hi % = 0,41 und bis zum Strange c auf 1700 m = rund 7 m ist.

Im Strange b haben alsdann noch 17,5 Sek. - Liter zu fliefsen, welche wiederum bei v = 0,8 m in mehr als genügender Menge gefördert werden, wobei h°/₀ = 0,47 und auf 250 m — 1,18 wird. Der gesamte Druckverlust beträgt daher nur 7 -f- 1,18 = 8,18 m, so dafs die Druckhöhe am Ende vom Marktplatze noch 52,8 m beträgt.

Damit jedoch, dafs im allgemeinen der Beweis für ausreichende Rohrdimensionen erbracht wurde, ist jener noch nicht geliefert, dafs die Anlage auch wirklich rationell projektiert ist. Es ist daher in den einzelnen Fällen noch zu prüfen, ob die Rohrdurchmesser nicht zu grofs gewählt sind.

Wird in der angegebenen Weise verfahren und ergibt sich, dafs an den äufsersten Endsträngen der Druckverlust nahe auf die zulässige Minimalhöhe herabsinkt, so ist zu prüfen, ob nicht durch Einbau von z. B. 100 mm Strängen an Stelle von 80 mm Leitungen eine Verbilligung eintritt, da grofse Rohre, wie z. B. solche mit 200—300 mm Durchmesser sehr teuer sind. Fallen die erwähnten Endstränge sehr lang aus, so ist selten eine Ersparnis zu erzielen, und besteht bei Verkleinerung des Zuleitungsrohrdurchmessers die Gefahr, dafs die Anlage bei wachsendem Konsum unzureichend wird. Soll diesem Umstande keine Rechnung getragen werden und besteht, wie es ja leider oft der Fall ist, die Ortsbehörde auf einer sehr billigen Leitung, so kann nur dadurch das unter solchen Umständen Mögliche erreicht werden, dafs auf eine grofse Druckhöhe für die Hydranten verzichtet wird, was in Orten, welche flach gelegen sind und keine hohen Gebäude besitzen, sehr wohl möglich ist. Auf alle Fälle darf jedoch die Prüfung, ob die Rohre nicht zu grofs gewählt wurden, nicht unterlassen werden. Sie erfolgt in der bekannt gegebenen Weise ohne

viele Mühe und braucht hier nicht mehr erörtert zu werden. Wird, wie es als nötig bezeichnet wurde, der Piezzometer-stand jedes Stranges in das Längenprofil eingezeichnet, so ist die Prüfung der etwa zu grofs gewählten Stränge sehr erleichtert, da zu schwache Absenkungen, bzw. zu starke plötzliche sofort dem Auge sichtbar werden und die erforderliche Abhilfe direkt ersichtlich machen.

Fehlerhaft wäre es, die Querstränge, z. B. den in der Skizze verzeichneten Strang d, zu klein zu wählen. Es kann der Fall eintreten, dafs z. B. im Zuleitungsstrange a ein Rohrbruch stattfindet, so dafs die Stadt nur von der Pumpstation aus mit Wasser versehen werden müfste. Käme unglücklicherweise noch ein Brandfall abseits des Stranges b, z. B. im Strange r hinzu, so könnte ein derartiger Fehler verhängnisvoll werden. Zudem sind meist diese Querstränge ziemlich kurz, so dafs der Kostenpunkt keine grofse Rolle spielt.

Dafs bei Oberflurhydranten der Platz für dessen Aufstellung beliebig gewählt werden kann, sei hier noch besonders erwähnt, da dieselben fast niemals direkt auf dem Rohrstrange eingebaut werden, sondern seitlich desselben, was bei Unterflurhydranten nicht der Fall ist. Es kann somit für erstere die günstigste Lage beliebig gewählt werden.

bei höchster Wasserentnahme — überschreitet,

In der beigefügten Skizze ist zwar der Hydrant als auf dem Rohre direkt sitzend dargestellt, und sind somit Unterflurhydranten zum Ausdruck gebracht, allein lediglich der Einfachheit halber, da die Stellung der Hydranten für die Rohrbestimmung unwesentlich ist und nur deren Zahl in den einzelnen Strängen zum Ausdruck gebracht werden sollte. Weiteres über Hydranten findet sich im nächsten Abschnitte. Schliefslich sei noch erwähnt, dafs in einzelnen Fällen, woselbst das Wasser die normale Geschwindigkeit v = 1

die Leitung durch Einbau von Windkesseln für die Hydranten vor starken Stöfsen gesichert werden kann.

„71. Die einzelnen Bestandteile des Stadtrohrnetzes.

Es ist unter allen Umständen daran festzuhalten, dafs jeder Strang für sich abgesperrt zu werden vermag. Bei

Zirkulationsleitungen hat demnach jede Abzweigung zwei Absperrschieber zu erhalten. Diese Anordnung ist deshalb dringend nötig, weil andernfalls ganze Stadtteile vom Wasser-bezuge ausgeschaltet werden müssen, falls in irgend einem Strange eine Reparatur, so z. B. der Ausbau eines Hydranten, Schiebers, der Abschlufs eines Rohrbruches etc. nötig wird. Diese Schieber sind tunlichst direkt hinter dem Abgangg-bzw. Abzweigstücke zur Seitenleitung einzubauen.

Dieselben erhalten eine sog. Einbaugarnitur mit ver-schliefsbarer Strafsenkappe, welche um einige Millimeter tiefer als die Strafsenoberfläche zu liegen hat und auf einer Unterlage aus Eichenholz ruhen mufs. Es ist nur in seltenen Ausnahmefällen zulässig, die Spindel zum Öffnen der Schieber zu verkürzen. Als Norm gilt eine Rohrüberdeckung von 1,5 m, und sind für diese Grabentiefe die Hydranten und Schieber konstruiert. Wesentlich ist es, dafs das obere Ende der beiden letztgenannten Leitungsteile mindestens 5 cm unter der Unterkante der Strafsenkappe liegt, da letztere sonst leicht auf dem oberen Ende der Spindel aufsitzt und dadurch die Gefahr hervorgerufen wird, dafs beim Passieren der Strafsenkappe mit schwerem Fuhrwerk der Schieber oder Unterflurhydrant stark belastet wird, so dafs Flanschenbrüche etc. entstehen. In gröfseren Städten werden die Schieber meist in Schächten eingebaut. Die Lage der Schieber ist durch Einmessung und Bezeichnungstalein zu kennzeichnen.

Der Übergang von gröfseren Rohren in kleinere erfolgt durch sog. Reduktionsstücke, bzw. Verteilungskästen. Letztere finden meist Anwendung, wenn drei oder mehr Rohrstränge von einem Punkte abzweigen. Der Übergang von einem gröfseren zu einem kleineren Rohrdurchmesser wird durch das erwähnte Reduktionsstück hergestellt.

Ist das Gegenteil der Fall, so bezeichnet man das betreffende Fassonstück meist als umgekehrte Reduktion.

Ein weiterer wesentlicher Leitungsbestandteil sind die bereits mehrfach erwähnten Hydranten.

Dieselben dienen zum Schutze gegen Feuersgefahr und unterscheidet man zwischen Unter- und Oberflurhydranten.

Erstere werden, wie die Schieber entweder mittels Einbaugarnitur oder Schächten direkt über dem Rohrnetze angebracht, und erhält der Strang an der betreffenden Stelle ein A-Stück, auf welchem der Hydrant befestigt wird. Die Strafsenkappe ist ebenso, wie beim Schieber, auf Eichenholzunterlage aufzusetzen. Jeder Unterflurhydrant ist durch eine Bezeichnungstafel so ersichtlich zu machen, dafs er bei Schneefall etc. durch eine kurze Einmessung sofort gefunden werden kann. Man streut im Winter vorteilhaft Viehsalz auf die Strafsenkappe, um dieselbe vor dem Einfrieren zu schützen und durch die dabei eintretende Schneeschmelze leicht auffinden zu können.

Alle Hydranten müssen sehr langsam abgeschlossen werden, und haben eine Vorrichtung zu erhalten, welche das im Rohre nach dem Abschlüsse vorhandene Wasser selbsttätig zur Entleerung bringt, damit dieses Rohr nicht einzufrieren vermag. Der Anschlufs dieser selbsttätigen Entleerung an bestehende, entsprechend tiefe Kanäle ist das sicherste Mittel gegen Frostgefahr, dagegen auch das teuerste. In Kiesuntergrund, aufgefülltem Boden etc. versickert die zur Entleerung gelangende geringe Wassermenge. Ist der Boden undurchlässig, so ist am Fufse des Hydranten bzw. noch unterhalb des Hauptrohres, durch Einlegen von Steinen Raum für das zu entfernende Wasser zu schaffen. Die Unterflurhydranten werden mittels eines Schlüssels geöffnet, nachdem vorher das über das Strafsenniveau hinausragende Standrohr aufgesetzt wurde. Dieses hat zwei mit Schlauchgewinden versehene Ausläufe, an denen die Schläuche befestigt werden. Letztere dürfen nach ihrer Füllung mit Wasser nicht mehr in einer Weise bewegt werden, dafs das Standrohr nach einer Richtung hin gezogen wird, da hierdurch Brüche und Defekte am Hydranten oder dem genannten Rohre entstehen.

Oberflurhydranten sind in dieser Hinsicht weniger gefährlich, da das Standrohr gänzlich entfällt und die breite Basis des gufseisernen Gehäuses gröfseren Widerstand bietet. Bei diesen Hydranten entfällt auch die Strafsenkappe und mit dieser die Gefahr des Einfrierens von dessen Deckel,

11

Schlotthauer, Wasserversorgungsanlagen.

ebenso sprechen zu deren Gunsten ihre leichte Auffindbar-keit, das Entfallen des Schneeschaufelns und Salzstreuens bei der Strafsenkappe. Die Einfrierungsgefahr ist jedoch eine erhöhte, und sind diese Hydranten bei strenger Kälte fleifsig zu untersuchen, ob nicht bei etwa eingetretener Undichtheit des Absperrventiles oder Flanschenverschlusses Wasser im Steigrohr sich ansammelt, welches alsdann beim Gefrieren das letztere zum Zerspringen bringt. In der gleichen Zeit jedoch, innerhalb welcher die Strafsenkappen der Unterflurhydranten frei gehalten, aufgetaut und mit Salz bestreut werden, ist es auch möglich, die Oberflurhydranten hinsichtlich der Frostgefahr zu schützen, so dafs letztere an jenen Plätzen, woselbst sie kein Verkehrshindernis bilden, den Vorzug verdienen. Es ist selbstredend, dafs dieselben mit guter selbststätiger Entleerung versehen sein müssen. Vielfach erfolgt diese auch auf mechanischem Wege durch Einführen eines Schlauches in das Innere des Rohres mittels einer hierzu dienlichen dicht abschliefsbaren Öffnung und Auspumpens des Wassers mit einer Handpumpe. Ein gemischtes System, d. i. teilweise Ober- und Unterflurhydranten einzubauen, ist häufig am Platze, erfordert jedoch eine stete Mitnahme der Standrohre, die deshalb auf dem immer bereitstehenden Requisitenwagen ihren Platz zu finden haben. Dafs insbesondere Oberflurhydranten durch Einbau einer eigenen Hydrantenleitung abseits des Rohrstranges angeordnet werden können, ist bereits gesagt worden.

72. Das Material für das Stadtrohrnetz.

Für das Stadtrohrnetz, wie auch für die Zuleitungen gelangen meist gufseiserne Muffenrohre, welche innen und aufsen heifs geteert, bzw. asphaltiert sind, zur Verwendung. Das betreffende Gufseisen mufs so weich sein, dafs es sich mit dem Meifsel bearbeiten läfst, darf keine Fehler im Gusse besitzen und müssen die Rohre schon in der Giefserei unter einem Drucke von 20 Atm. geprüft werden. Liegend gegossene Rohre sind für Druckleitungen ausgeschlossen. Die Abdichtung erfolgt mittels Blei, indem zuerst Hanfstricke in die Muffe so eingetrieben werden, dafs mindestens 4 cm für die Bleidichtung übrig bleiben. Letztere erfolgt dadurch, dafs eine Lettenwulst um das Muffenende dicht angelegt wird, während der Hohlraum zwischen Muffe und Rohr für das einzugiefsende Blei mit einem Stricke abgeschlossen ist, dessen beide Enden oben aus der Lettenwulst herausragen. Dann wird der Strick vorsichtig herausgezogen und durch die obere Öffnung der Wulst das Blei eingegossen. Nach dem Erkalten wird das Blei sorgfältig mit drei bis vier Stemmern in die Muffe getrieben, und zwar so lange, bis es die nötige Dichte erhalten hat und der Stemmer beim Aufschlagen mit dem Hammer zurückspringt. Die so hergestellten Dichtungen müssen auf einen Druck von 15—20 Atm. geprüft werden, und erfolgt die sogenannte Prefsprobe dadurch, dafs die zu erprobende Strecke der Röhrenfahrt mit Wasser gefüllt und mittels der Prefspumpe so lange weiteres Wasser in den betreffenden Strang eingepumpt wird, bis der auf der Pumpe angebrachte Manometer den erforderlichen Druck zeigt und diesen auf die Dauer der Probe unverändert beibehält. Ein Sinken des Manometerstandes bedeutet eine Undichtheit der Röhrenfahrt, die alsdann genau zu untersuchen ist. Der Rohrgraben darf daher erst nach der Prefsprobe zugefüllt werden. Ist ein Defekt in einer Muffe entdeckt, so ist der Druck abzulassen und die Muffe nachzustemmen. Schadhafte Leitungsbestandteile sind zu erneuern.

Gufseiserne Flanschenrohre bilden eine sehr starre und unbewegliche Verbindung, und sind daher nicht allgemein zu empfehlen. Für Schmied eisenrohre ist die Flanschendichtung mittels Gummi allgemein üblich, jedoch nur bei grofsen Lichtweiten und entsprechend starker Rohrwandung.

Die Muffendichtung gestattet kleinere Ablenkungen von der geraden Linie, als sie durch die normalen Fassonstücke erzielt werden können, was bei Flanschenrohren nicht der Fall ist, so dafs sich mit Muffenrohren im allgemeinen flüssigere Linien herstellen lassen. Neben den bereits erwähnten Reduktionsstücken und Teilkästen sind noch Überschubmuffen, Übergangsstücke von den Muffen zur Flanschenver-

11 *

bindung und umgekehrt, Abzweigstücke mit schrägem und rechtwinkeligem Abgänge erforderlich, sowie sogenannte Krümmer zur Abbiegung des Stranges in eine bestimmte Richtung. Die betr. Fassonstücke werden nach den allgemein gültigen Normen hergestellt, und sind in den Preisverzeichnissen der betr. Fabriken aufgeführt und mit Gewichtsangabe versehen. Es braucht daher hier nicht näher auf dieselben eingegangen zu werden. Erwähnt seien noch die

I—O

kJ

vj

(umgekehrt )

U oder Uberschieber

>h;

Fig. 17.

sogenannten Schlammkästen, welche hauptsächlich in Heberleitungen eingebaut werden, um an tief gelegenen Punkten, woselbst der Schlamm infolge gegebener örtlicher Verhältnisse sonst nicht entfernt zu werden vermag, diesen beseitigen zu können. Desgleichen sind dieselben auch in Druckrohrsträngen da einzubauen, wo der Rohrstrang in einer Terrain-muldę liegt, welche eine direkte Entschlammung mittels einer Schlammleitung nicht gestattet.

Während im allgemeinen die dickwandigen Gufsrohre den Einwirkungen des Rostes längere Zeit Widerstand leisten, als dünnwandige Schmiedeisen- oder Stahlrohre und der Preis der ersteren sich bisher niedriger stellte, haben in den letzten 8 Jahren Versuche mit Mannesmannstahlröhren ohne Nat zu recht günstigen Resultaten geführt, insbesondere seit dieselben durch asphaltierte Juteumhüllung und innere Asphaltierung gegen Rostangriff tunlichst gesichert wurden. Es ist klar, dafs Stahlrohre mit 3—5 mm Wandstärke leichter ausfallen, als Gufsrohre, so dafs die Baulänge auf 8—10 m gesteigert werden kann, während die Gufsrohre grölseren Durchmessers 2,5—4 m Baulänge besitzen. Es kann daher sowohl an Fracht als an Dichtungen eine bedeutende Ersparnis erzielt werden, so dafs die erheblich billiger gewordenen Stahlrohre nach System Mannesmann, welche einen Druck bis zu 50 Atmosphären ertragen, mit den Gufs-rohren zu konkurrieren beginnen. Rohrbrüche sind bei den Mannesmannröhren unmöglich, dagegen ist ein Herausschleudern der Bleidichtung ebenso wenig ausgeschlossen, als bei Gufsröhren. Soll daher auch in dieser Beziehung durch deren Verwendung Abhilfe getroffen werden, so sind Flanschenrohre zu verwenden, die jedoch den Übelstand einer starren Rohrverbindung an sich tragen und, wie erwähnt, flüssige Linien nicht in gleicher Weise wie Muffenrohre erzielen lassen. Für Duckerleitungen, z. B. für Versenkung der Rohre unter Wasserläufen sind die federnden und leichten Mannesmannrohre zweifellos den gufseisernen Strängen mit Muffen- oder Flanschendichtung vorzuziehen, da die stählernen Flanschen nicht abspringen können, ebenso sind dieselben da zu empfehlen, wo die Leitungen z. B. auf eisernen Brücken angehängt und Fibrationen unterworfen sind.

73. Entlüftungskästen.

Bildet sich z. B. beim Vorhandensein von freier Kohlensäure im Leitungswasser Rost im Innern der Rohre, so sind gufseiserne dickwandige Rohre wohl vorzuziehen, da dieselben vom Roste nicht so rasch durchgefressen werden.

In solchen Fällen empfiehlt es sich, die Kohlensäure an der Quelle zur Abscheidung zu veranlassen, was durch den Einbau von Kohlensäure-Abscheidekästen ermöglicht ist, bei denen das Wasser gezwungen wird, wiederholt über breite Überfallflächen unter ganz niedrigem Wasserstande zu fliefsen. (Siehe nebenstehende Skizze.)

Zufluss

Abfluss

Fig. 18.

Für Grundwasserleitungen sind solche Anordnungen nur dann möglich, wenn die Wasserhebung direkt beim Brunnen erfolgt, so dafs das geförderte Wasser zuerst mittels einer Hilfspumpe in den betr. Behälter gepumpt und von dort aus weiter geleitet wird, bezw. wenn bei artesischem Auftrieb der Brunnen sich in denselben ergiefsen kann. Es mufs jedoch in diesem Falle sofort zur gröfsten Absenkungstiefe hinabgegangen werden, was sehr tiefe Rohrgräben bedingt, falls der Brunnen nicht schon nahe an der Erdoberfläche hinreichend Wasser liefert. Häufig erfolgt auch die Entlüftung beim Einlaufe in die Saugbehälter. Ist die oben geschilderte Anlage infolge der örtlichen Verhältnisse nicht ausführbar, so empfiehlt es sich, in die betr. Leitung Putzkästen einzubauen, mittels welchen der sich ansetzende innere Rost durch Stahldrahtbürsten unter Wasserzuflufs entfernt werden kann. Um diese Aufgabe zu erleichtern und die Durchführung des dünnen Drahtseiles für diese Bürsten möglich zu machen, sind entweder die Putzkästen nicht mehr als 60 m voneinander entfernt einzubauen, oder es sind verzinnte Kupferdrähte in das Röhrensystem einzubringen und deren Ende an den Deckeln der Putzkästen zu befestigen, so dafs vermöge dieses Hilfsdrahtes das dünne Drahtseil nachgezogen werden kann, mit welchem die Bürste mittels zweier Haspeln vorwärts und rückwärts bewegt wird.

Die Entfernung der Putzkästen voneinander soll auch hier 100 m nicht wesentlich überschreiten. Der Kupferdraht ist bei Vollendung der Durchbürstung der Rohre am Drahtseile wieder nachzuziehen und wie vorher zu befestigen, um im Bedarfsfälle wieder zur Verfügung zu sein.

74. Anschlufsleitungen.

Um das Wasser des Hauptrohrnetzes den einzelnen Gebäuden zuführen zu können, sind Anschlufsleitungen erforderlich.

Der betreffende Rohrstrang wird zu diesem Zwecke mit einer Anbohrschelle aus Gufseisen umgeben, dann mittels der Bohrknarre angebohrt.

Die Anbohrung erfolgt entweder mit Anbohrventilen an der Oberfläche des Rohres oder mittels Anbohrschiebern seitlich desselben. Die Anbohrung geschieht meistens unter Druck, d. i. bei gefülltem unter dem entsprechenden Normaldrucke stehenden Strange, wozu eigene Anbohrapparate konstruiert sind. Hinter oder oberhalb der Anbohrung mufs, wie erwähnt, die Absperrvorrichtung — Ventil oder Anbohrschieber — angebracht werden, damit im Falle eines Defektes der Rohre zwischen dem Hauptstrange und dem Eingangsventile im Innern des Hauses, bezw. eines Schachtes, nicht der ganze Rohrstrang abgestellt und entleert werden mufs, was zu vielen Übelständen führt. Anbohrungen des leeren Rohrstranges sind nicht zu empfehlen, da die etwa eintretenden Defekte infolge der Anbohrung in diesem Falle nicht ersichtlich werden.

Von der Anbohrung zweigt die auf dem Eigentum der Stadt, d. i. auf der Strafse liegende Anschlufsleitung ab, deren Durchmesser sich nach dem Wasserbedarfe und der vorhandenen Druckhöhe richtet. Was für die Hauptrohre hinsichtlich der Wahl dieser Durchmesser gesagt wurde, gilt auch für die Anschlufsleitungen. Dieselben sind so grofs zu wählen, dafs bei gröfster gleichzeitiger Wasserentnahme das Wasser in den obersten Stockwerken noch reichlich zum Ausflusse gelangt. Die Tabelle I 1 u. 2 läfst auch die für

Hausinstallationen und Anschlufsleitungen erforderlichen Rohrdurchmesser, sowie den Druckhöhenverlust spielend leicht entnehmen, wenn die erforderliche gröfste Wassermenge ermittelt wurde. Sämtliche im Handel befindliche Rohrlichtweiten sind in dieser Tabelle aufgenommen.

Als Rohrmaterial verwendet man meist schmiedeiserne, galvanisierte Rohre, bisweilen auch Bleirohre mit innerem Zinnmantel. Letztere haben den Vorzug leichterer Bearbeitung, da sie nach allen Richtungen gebogen werden können. Dagegen sind dieselben für starken Druck weniger geeignet, und sind schon wiederholt bei mangelhafter innerer Verzinnung in Druckleitungen, bei welchen das Wasser meist ganze Nächte hindurch ruhig steht, wenn die Wasserabgabe unter Wassermesserkontrolle gestellt ist, Bleivergiftungen konstatiert worden, so dafs weitaus der gröfste Teil der Leitungen aus galvanisierten Schmiedeisenrohren und Fassonstücken besteht.

75. Kontrolle der Wasserabgabe.

Um eine geregelte Wasserabgabe zu ermöglichen, gibt es mehrere Wege, so z. B. das Steftensystem, d. i. die Zuweisung gewisser Wassermengen innerhalb einer bestimmten Zeit oder das gebräuchlichste, d. i. jenes der Wassermesser.

Letzteres ist zweifellos das Gerechteste und Genaueste, da jeder Leitungsbesitzer nur jenes Wasser bezahlt, welches seinem wirklichen Bedarfe entspricht, und sind die Wassermesser das einzige Hilfsmittel, um einem imnötigen Wasser -verbrauche vorzubeugen. Sie sind daher überall erforderlich, wo Wasser nicht in grofser Menge vorhanden ist. Auch bei reichlichstem Wasserznflufs wurde schon oftmals eine Wassernot konstatiert, da im Laufe der Zeit eine mafslose WasserverschWendung einzutreten pflegt.

Um beim Steftensystem etc. das Wasserwerk rentabel zu machen, mufs für jeden Steften oder einen Teil desselben eine bestimmte, meist ziemlich beträchtliche Summe vom Wasserabnehmer verlangt werden, welche unbemittelten Besitzern kleiner Anwesen oft unerschwinglich ist, so dafs in solchen Fällen auf eine Anschlufsleitung verzichtet werden mufs.

Der gegen kleine Miete abzulassende Wassermesser

gestattet die Abgabe eines reichlich bemessenen Quantums von Wasser um einen ganz geringen Betrag, der meist von den Ärmsten willig geleistet wird.

Von den Abnehmern eines Steftens bedarf nur jener des ganzen ihm zugewiesenen Wassers, welcher irgend ein Gewerbe oder eine Industrie betreibt, womit ein grofser Wasserverbrauch verbunden ist, alle übrigen müssen auch jenes Wasser bezahlen, welches unausgenutzt wegfliefst, so dafs der Kleinabnehmer die Kosten für den Grolsabnehmer mitzutragen hat, was eine grobe Ungerechtigkeit in sich schliefst. Wer rasch eine grofse Wassermenge nötig hat, ist gezwungen, sich eine Reserve zu beschaffen, in welcher der Überschufs auf gespeichert wird. Eine solche Anlage bedingt sehr oft, dafs derjenige, welcher am meisten Wasser verbraucht, dieses bei dem Steftensystem am rationellsten auszunutzen vermag und daher im Verhältnisse weit weniger dafür zu entrichten hat, als z. B. eine einzelne Familie, welche pro Jahr 30—50 cbm verbraucht. Während letztere beim Bezug von einem halben Minutenliter pro Jahr schon rund 260 cbm zugewiesen erhält und zu bezahlen hat, wäre der fünfte Teil vollständig ausreichend.

Die intermittierende Wasserabgabe zu einer bestimmten Zeit macht es nötig, dafs jedermann eine Wasserreserve besitzt, in welcher er die Tages- oder halbe Tagesmenge auf speichert. Soll das Wasser in den Wohnungen zum Ausflusse gelangen, so mufs das betr. Reservoir im Dachraume untergebracht werden, woselbst im Winter das Wasser leicht einfriert oder sehr kalt, im Sommer sehr warm wird. Die Wasserzuweisung selbst erfordert eine umfangreiche Bedienung, kurz auch diese Verbesserung des Steftensystems hat sich nicht bewährt, und ist daher vorzugsweise das Wassermessersystem in Betracht zu ziehen. Der Wassermesser selbst besteht aus einem kleinen in einem starken Gehäuse untergebrachten Triebwerke, d. i. einem Flügelrade, welches meist allseitig und tangential beaufschlagt wird und dessen stehende Welle mit einem Räderwerke in Verbindung steht, das ähnlich einer Uhr mit Sekunden-, Minuten-und Stundenzeiger je 10 1, hl und cbm von 1—1000 etc. anzeigt. Da die Wassergeschwindigkeit bei einer bestimmten Einströmungsquerschnittsfläche proportional zur Wasserentnahme ist, zeigt der Wassermesser direkt die verbrauchte Wassermenge an. Sehr grolse Wassermesser zeigen aufser 1000 cbm noch bis 10000 verbrauchte an. Man unterscheidet zwischen sog. Nafs- und Trockenläufern. Bei ersteren befindet sich das Wasser auch oberhalb der Zifferblätter, bei letzteren ist dasselbe durch Stopfbüchsen von dort abgehalten, was jedoch eine gröfsere Unempfindlichkeit dieser Apparate bedingt, so dafs die Nafsläufer bei reinem Wasser vorzuziehen sind. Die Fehlergrenze bei Registrierung des Wasserverbrauches soll 2—3% +. nicht überschreiten. Die vor kurzer Zeit von Volz und Schroth Stuttgart-Nürnberg eingeführten Wassermesser sind Trockenläufer ohne Stopfbüchse, sowie sehr empfindlich und ist zu erwarten, dafs dieses System — die Registrierung erfolgt durch rotierende Magnete — vielen Anklang finden wird, insbesondere, wenn die Dauerwirkung der Magnete durch längere Probeversuche nachgewiesen ist, was sicherlich der Fall sein wird.

Da die Wassermesser beim Einfrieren leicht zersprengt werden, ist es nötig, dieselben frostfrei einzubauen, und wird dieser Zweck dadurch erreicht, dafs dieselben entweder in Kellern, kleineren Schächten innerhalb gedeckter Räume und im Freien in grofsen gewölbten Schächten untergebracht werden, welche an geeigneten Plätzen zu erbauen sind. Die Anschlufsleitung wird daher bis zu einem der erwähnten Orte geführt, erhält vor dem Wassermesser ein plombiertes Absperrventil, nach demselben ein Ventil mit Entleerungshahnen.

76. Hausinstallationen.

Meist verbleibt die Leitung vom Hauptrohre bis ein-schliefslich des Wassermessers Eigentum des Wasserwerkes bzw. der Gemeinde. Der Hahnen hinter dem Wassermesser ist je nach gegebener Vorschrift entweder Eigentum des betr. Haus- oder Grundbesitzers, wie auch die sich an-schliefsende Hausinstallation, oder er verbleibt im Besitze der Gemeinde, darf jedoch von dem Wassergaste benutzt werden. Bei sämtlichen Hausinstallationen ist darauf Bedacht zu nehmen, dafs kein Leitungsrohr, wenn irgend möglich, zuerst abwärts und dann wieder aufwärts geführt wird, damit der ganze Strang Gefall gegen den Entleerungshahnen erhält und bei starkem Frost abgelassen werden kann, falls die Leitung nicht überall frostfrei untergebracht zu werden vermag. In letzterem Falle ist am obersten Auslaufe ein kleiner Mitlaufhahnen anzubringen, der bei sehr starker Kälte, insbesondere nachts, ein minimales Wasserquantum abfliefsen läfst, etwa in der Minute ¹/₄1, falls wegen der entstehenden Kosten nicht eine tägliche Entleerung vorgezogen wird. Letztere läfst sich jedoch sehr häufig nicht durchführen, inbesondere, wenn mehrere Parteien im betr. Hause wohnen. Ist es unmöglich, die Leitung in stetem Gefall gegen den Entleerungshahnen zu führen, so ist an jenen Stellen, wo das Wasser in den Rohren nicht abfliefsen kann, ein weiterer Entleerungshahnen einzubauen. Die Leitungsrohre werden mit aufgeschraubten Muffen aneinandergefügt. An geeigneten Plätzen sind jedoch Flanschenverbindungen oder Verschraubungen herzustellen, um bei Reparaturen die Leitung rasch auseinander nehmen zu können. Zweigt von der Hausleitung eine Nebenleitung z. B. in Ställe, Gärten etc. ab, so ist in diese, und zwar beim Beginn derselben, also tm tiefsten Punkte ein Durchgangsventil mit Entleerung einzubauen. Ein derartiges Vorgehen empfiehlt sich auch bei den Leitungen zu den einzelnen Stockwerken, damit im Falle einer Reparatur bei einer Mietspartei nicht sämtliche in Mitleidenschaft gezogen werden müssen. Als Durchgangsventile und Zapfhahnen sind langsam abschliefsende Niederschraubventile zu verwenden, damit Stöfse beim Schliefsen der Leitung vermieden werden. Die sog. Druckregler, welche am Auslaufe des Zapfhahnens anzubringen sind, verhindern das lästige Spritzen des Wassers, verringern jedoch erheblich dessen Ausflufsgeschwindigkeit.

Unterhalb jener Auslaufstellen, welche nicht zu Toiletten, Badezwecken etc. dienen, ist ein Ausgufs anzubringen, wenn der Anschlufs an eine Kanalisierung möglich ist. Wenn nicht, so ist es rätlich, ein gröfseres Becken dort aufzustellen. Kann ein Ausgufs zur Verwendung gelangen, so ist das Abwasser mittels dünnwandigen Eisenrohren, sog. schottischen Rohren, dem Kanale zuzuführen. Es ist jedoch zu beachten, dafs direkt unter dem Ausgusse ein Syphon anzubringen ist, welches an seinem untersten Teile eine Vorrichtung zur Reinigung besitzen mufs. Der Zweck dieses Abwasserleitungsbestandteiles besteht darin, dafs ein Wasserverschlufs hergestellt wird, welcher das Aufsteigen von Kanalgasen, Bakterien etc. verhindert. Die erwähnten Abwasserrohre besitzen Muffen und wird der Zwischenraum zwischen diesen und den eingesetzten Rohren mit Kitt, ev. Zement, wasserdicht verschlossen. Ersteres Material ist unbedingt vorzuziehen. Die Verwendung von Gips soll niemals gestattet werden.

Die sehr beliebte und bequeme Klosettspülung setzt im allgemeinen das Vorhandensein einer Schwemmkanalisierung voraus. In einzelnen Fällen wird das Spülwasser mit den Fäkalien in die Abortgrube geleitet, während das Überwasser aus derselben einem Klärbecken zugeführt wird, aus welchem das gereinigte Wasser in den Kanal abfliefst.

Die Ausführungsweise der Klosettspülung ist eine sehr mannigfache und kann hier nicht ausführlich erörtert wrerden. Die gebräuchlichste Herstellungsart ist jene, bei welcher das Spülwasser, dessen Menge 7—12 1 beträgt, einem Behälter oberhalb des Klosetts zugeführt wird. In diesem wird mittels eines stofsfreien Schwimmerventiles der Zuflufs selbsttätig abgesperrt, wenn die normale Füllung erreicht ist Soll die Spülung beginnen, so wird durch Anziehen an einem Kettchen der Abflufs zum Klosett geöffnet und strömt das Wasser mittels einer Bleirohrleitung von l¹^ bis 2" in den zu spülenden Raum. Sobald die Schwimmkugel ihre tiefste Stellung erreicht hat, schliefst sie den Abflufs und öffnet den Zuflufs, so dafs sich sofort wieder der erforderliche Vorrat an Wasser ansammelt. Das Spülen der Klosetts direkt aus der Leitung ist wegen des nötigen raschen Abschlusses einer gröfseren Wassermenge nur dann gestattet wenn eine Vorkehrung getroffen ist, welche es unmöglich macht, dafs in der Leitung Stöfse auftreten. Ob die in neuester Zeit hergestellten diesbezüglichen Konstruktionen diesen Zweck vollständig erfüllen, inufs erst die Erfahrung lehren.

Bezüglich der Badeeinrichtungen, welche von Jahr zu Jahr sich einer zunehmenden Beliebtheit erfreuen, und deren weiteste Verbreitung nicht warm genug empfohlen werden kann, sei hier nur bemerkt, dafs die einschlägigen Konstruktionen äufserst mannigfaltig sind, und es sich daher hier verbietet, näher auf dieselben einzugehen. Badeeinrichtungen ohne Mischbatterie, bei welchen die Dusche nur mit dem oft sehr kalten Leitungswasser gespeist werden kann, sind nicht empfehlenswert. Das gleiche gilt von Konstruktionen, welche eine lange Zeit zur Erhitzung des Wassers benötigen und daher viel Brennmaterial verbrauchen.

Schliefslich seien hier noch jene Fassonstücke erwähnt, welche bei der Installation von Anschlufs- und Hausleitungen sowohl, als bei Abwasserleitungen hauptsächlich benutzt werden.

a) Für Anschlufs- und Hausleitungen.

1.    Muffen für die einzelnen Rohrdurchmesser mit Innengewinde und Reduktionsmuffen.

2.    Winkel und Bögen für jede Rohrgattung.

3.    T-Stücke desgl. mit und ohne Reduktion.

4.    Nippel mit Aufsengewinde desgl.

5.    Verschraubungen desgl.

6.    Flanschen, runde oder ovale desgl.

7.    Wandscheiben desgl. zur Befestigung der Auslaufventile mit oder ohne Rosetten.

b) Für Abwasserleitungen.

1.    Syphons, flache und hohe, mit verschliefsbarer Putzöffnung.

2.    Bögen.

3.    Abzweigstücke, schräg, ein- und beiderseitig.

4.    Krümmer.

77. Vorsorge für einen künftigen, erhöhten Wasserverbrauch.

Bei Hochquellenleitungen bedingt der Ursprung der Quellen die Höhenlage der Reservoire, und kann durch die Wahl grofser Rohre für die Leitung zu diesen Becken die Druckhöhe nicht wesentlich vergröfsert werden. Steht, was sehr selten der Fall ist, für die Zukunft die Beileitung weiterer Quellen im Bereiche der Möglichkeit, so ist lediglich Vorsorge zu treffen, dafs das Stadtrohrnetz entsprechend dimensioniert wird, also z. B. für schwach bevölkerte Strafsen Rohre nicht unter 80 mm Lichtweite gewählt werden und insbesondere die Leitung vom Hochbehälter zur Stadt bereits im ersten Ausbau so bemessen wird, dafs dieselbe auch den künftigen Bedürfnissen genügt. Tritt späterhin Wassermangel ein und werden deshalb neue Quellen beigeleitet, so läfst sich im Stadtrohrnetze häufig dadurch Abhilfe gegen Wassernot schaffen, dafs in breiten Strafsen oder. Plätzen ein weiterer Strang eingelegt wird, etwaige Verästelungsstränge in Zirkulationsleitungen umgewandelt werden, im schlimmsten Falle zu kleine Stränge herausgenommen und in neue Strafsen-züge verlegt werden, während an deren Stelle gröfsere Rohre einzubauen sind.

Die eintretenden Kosten fallen dabei nicht in Betracht, da bei jeder Erhöhung des Wasserverbrauches auch eine solche der Einnahmen stattfindet, welch letztere in allen Fällen die Zinsen für das nötige Baukapital gewährleisten. Jede Wasserversorgungsanlage mufs bei rationeller Durchführung bereits in den ersten Jahren die Zinsen des Anlagekapitals decken, und liegt es in der Hand der Gemeinden, durch entsprechende Festsetzung des Wasserzinses nicht nur dieses Grunderfordernis zur Geltung zu bringen, sondern auch einen Reservefonds für künftige Vergröfserung der Anlage zu schaffen. Erweist sich das Hochreservoir als zu klein, so ist bei Zuleitung neuer Quellen ein zweites zu erbauen, dessen Höhe von der Lage der neuen Quellen abhängt. Liegt die betreffende Ortschaft teils hoch, teils niedrig, so werden vorteilhaft zwei Druckzonen geschaffen, so dafs die Leitung

77dVorsorge für einen künftigen, erhöhten Wasserverbrauch. 175

mit höherem Drucke dem oberen Teile der Stadt zugeführt wird, jene mit geringerem Drucke dem unteren.

Liegen die sämtlichen Quellen in einer einzigen Richtung, so dais beide Behälter nahe untereinander erbaut werden können, so mufs das Überlaufwasser des oberen Reservoires in das untere eingeleitet werden. In Brandfällen ist durch entsprechende Schieberstellung das Wasser aus dem oberen Becken auch für die untere Stadt nutzbar zu machen. Es darf jedoch in solchen Fällen nicht übersehen werden, dafs alsdann der tieferliegende Behälter ausgeschaltet wird, da sonst das Wasser des oberen in diesen einströmt und dadurch der gewollte Zweck, einen höheren Druck zu erhalten, vereitelt und unter Umständen das ganze Reservoir in Gefahr gebracht wird, wenn die Überlaufleitung das zuströmende Wasser nicht abzuführen vermag, so dafs die Gewölbe unter Druck gesetzt werden, indem das Wasser Austritt durch die Kamine sucht. Einer derartigen Gefahr kann durch Einbau einer Rückschlagklappe in die vom unteren Behälter abzweigende Abflufsleitung begegnet werden. Häufig ergibt die Aufschliefsung von Grundwasserströmen eine gröfsere Wassermenge, als in der nächsten Zeit erforderlich ist. Ebenso ist es bei künstlicher Wasserhebung mittels Pumpen sehr oft möglich, dem Saugbehälter weitere Quellen beizuleiten, so dafs gesteigerten Ansprüchen an Wasserzulauf Rechnung getragen werden kann.

Es soll daher, wie bereits bei Besprechung der Leitung von der Wasserentnahmestelle zum Saugbecken erwähnt wurde, die Bestimmung der Rohrlichtweiten in der Weise erfolgen, dafs die betreffende Leitung auch einem gesteigerten späteren Bedarfe genügt. Sind Quellen in einer anderen Richtung vorhanden und besteht die Möglichkeit der Zuleitung derselben zum Saugbecken, so kann selbstredend die erste Zuleitung lediglich für jene Wassermenge projektiert werden, welche in maximo der ersten Quellfassung entnommen werden kann. Die Höhenlage des Saugbehälters ist daher wenn möglich so zu bemessen, dafs die betreffenden Quellen das nötige Gefall dorthin noch erhalten können. Bei Er-schliefsung von Grundwasserströmen ist es jedoch im Bedarfs-

falle meist rätltch, einen zweiten, event. dritten Brunnen zu erbauen und das neu gewonnene Wasser der bereits bestehenden Leitung zum Saugbebälter zuzuführen, da hiedurch die Kosten fast immer geringer werden. Für diesen Fall sind in der ersten Leitung zwei Abzweigstücke nach links und rechts vorzusehen, welche zunächst mittels eines Flanschendeckels luftdicht abgeschlossen werden und später dazu dienen, das Wasser der neuen Brunnen der Hauptleitung zuzuführen. Befindet sich die Pumpstation direkt bei den Brunnen und entfällt daher eine längere Leitung zum Saugbecken, so ist dieses bzw. der Sammelbrunnen, so tief zu legen, dafs künftige neue Zuflüsse ohne Schwierigkeit eingeleitet werden können. Für den Fall also, dafs eine gröfsere Wassermenge bei erhöhtem Bedarf künftig zur Verfügung steht, wird das Stadtrohrnetz für eine normale Geschwindigkeit von 0,4—0,5 m pro Sekunde bemessen. Ist ein Hochreservoir mit entsprechendem Inhalt vorhanden, so läfst sich alsdann zur Zeit höchster Wasserentnahme diese durch vergröfserte Geschwindigkeit ohne Nachteil hinsichtlich der erforderlichen Druckhöhe bewerkstelligen, vorausgesetzt, dafs das betreffende Becken entsprechend hoch angeordnet ist. Sind Anhöhen vorhanden, welche gestatten, dafs das Hochreservoir in einer Höhe bis zu 70 m über dem tiefsten Punkte der Stadt erbaut werden kann, — ein höherer Druck ist aus Betriebsrücksichten zu vermeiden — so genügt ein für geringere Wasserentnahme und die oben erwähnte Geschwindigkeit projektiertes Stadtrohrnetz auch noch bei erheblich gesteigertem Wasserverbrauch. Es nimmt alsdann nur die Druckhöhe bei vergröfserter Wassergeschwindigkeit ab, welche ohnedies für die erste Zeit überreichlich bemessen wurde, so dafs erst bei grofser Wasserentnahme die normale Geschwindigkeit von 0,6 bis 1,0 m pro Sekunde eintritt, welche als durchaus zweckentsprechend zu bezeichnen ist. Die durch eine derartige Vorsorge für die Zukunft entstehenden Mehrkosten sind unbedeutend und beschränken sich meist auf jene Auslagen, welche dadurch erwachsen, dafs die Leitung zum Hochreservoir so weit verlängert wird, bis die erforderliche Höhe erreicht ist. Die Gröfse der Pumpen, bzw. deren Leistungs-

77. Vorsorge für einen künftigen, erhöhten Wasserverbrauch. 177

fähigkeit, ist schon beim ersten Projekte reichlich zu bemessen, da der Preisunterschied zwischen Pumpen, welche z. B. 7 oder 14 Sek.-Liter fördern, kein sehr erheblicher ist und gröfsere Pumpen anfänglich eine kürzere Betriebszeit gestatten. Es wird sich daher künftighin in solchen Fällen meist nur letztere verlängern. Genügt die vorhandene Kraft für den Pumpenbetrieb späterhin nicht mehr, so mufs die in allen Fällen ohnediefs erforderliche Reservekraft zur Mitarbeit in Benutzung genommen werden, und ist eine neue gröfsere Reservemaschine zu beschaffen, weshalb schon bei Aufstellung des ersten Projektes der hierzu nötige Raum vorzusehen ist. Werden anfangs Pumpen gewählt, welche eine erhöhte Tourenzahl ohne Nachteil ertragen, so kann durch Ausnutzung der vollen Leistung der Pumpen auch ohne Verlängerung der Betriebsdauer eine bedeutend vergröfserte Wasserförderung ermöglicht werden. Der Druckwindkessel ist jedoch dementsprechend in beiden Fällen durch einen gröfseren zu ersetzen, falls er nicht im voraus zu grofs dimensioniert wurde, was ja stets von Vorteil ist.

Eine Vorsorge für Vergröfserung von Wasserversorgungsanlagen über das hier erwähnte Mafs hinaus zu treffen, ist nur selten am Platze, da spätere Generationen bei erhöhten Einnahmen aus diesen W^ohlfahrtseinrichtungen auch zu Leistungen für dieselben verpflichtet sind. Es gibt eine Reihe von Städten, insbesondere solche, welche keine Industrie besitzen, die seit Jahrhunderten keine Bevölkerungszunahme auf weisen und bei welchen nach menschlicher Voraussicht eine solche auch nicht zu erwarten ist. In derartigen Fällen ist jede Vorsorge für die Zukunft überflüssig und lediglich darauf Bedacht zu nehmen, dafs die neue Anlage den Anforderungen der Gegenwart genügt.

12

Schlotthauer, Wasserversorgungsanlagen.

Tabelle

über die Wassermenge Q in Liter per Sekunde, welche die in den Kol. a und b mit ihrem lichten Geschwindigkeiten zum Abflufs bringen und über die für jedes berechnete Wasser-

Durchmesser in Millimetern verzeichneten, gebräuchlichen Rohre bei den unten verzeichneten quantum sich ergehende Widerstandshöhe ht in Metern pro 100 m Länge der Röhrenfahrt:

Geschwindigkeit v des Wassers

in Metern in der Sekunde

Rohr-durchm. in engl. Zoll resp. mm

0,05

0,10

0,15 j 0,20

0,25

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

2,50

3,00

I. Wassermenge in Litern per Sekunde

/    d* n \

I nach der Formel Q — —— • v J

Rohr-durchm. in engl. Zoll resp. mm

1/4" = 6,35 ä/₈" = 9,525 Va" =12,70 »/*" = 19,05 1"    = 25,40

11/4" =31,75 11/2" = 38,10 —    40,00

1V*" = 44,45 2"    = 50,80

60

70

80

90

100

125

150

175

200

225

250

275

300

350

400

450

500

600

700

800

900

1000

1200

1500

2000

0,0016 0,0036 0,0063 0,014 0,025 0,0396 0,057 0,063 0,078 0,101 0,141 0,192 0,251 0,318 0,393 0,613 0,884 1,203 1,571 1,988 2,454 '

2,970 j 3,534 |    7,069

4,811 !    9,621

6,283    12,566

7 952    15,904

9,818    19 635

14,137    28,274

19,242    38,485

25,133 J 50,266 31,809 j 63,617 39,270 j 78,540 56,549 .113,098 88,358 176,715 157,08 ¹314,160

0,0032

0,0071

0,013

0,028

0,051

0,079

0,114

0,126

0,155

0,203

0,283

0,385

0,503

0,636

0,785

1,227

1,767

2,405

3,142

3,976

4,909

5,940

0,0047

0,0107

0,019

0,043

0,076

0,119

0,171

0,188

0,233

0,304

0,424

0,577

0.754

0,954

1,178

1,840

2,651

3,608

4,712

5,964

7,363

8,909

10,603

14,432

18,850

23,856

29,453

42,411

57,727

75,398

95,426

117,810

169,514

265,073

471,240

0,0063    0,0078    0,0095    0,0126    0,0168    0,0190    0,0221

0,0143    0,0178    0,0214    0,0285    0,0356    0,0428    0,0499

0,0253    0,0317    0,0380    0,0507    0,0634    0,0760    0,0887

3,534    4,418    5,301    7,009    8,836    10,603    12,370

4,811    6,013    7,216    9,621    12,027    14,432    16,873

6,283    7,854    9,425    12,566    15,708    18,850    21,991

7,952    9,940    11,928    15,904    19,881    23,857    27,833

9,818    12,272    14,726    19,635    24,544    29,452    34,361

11,879    14,849    17,819    23,758    29,698    35,638    41,577

14,137    17,671    21,206    28,274    35,343    42,411    49,480

19,242    24,053    28,863    38,485    48,106    57,727    67,348

25,133    31,416    37,699    50,266    62,832    75,398    87,965

31,809    39,761    47,713    63,617    79,522    95,426    111,330

39,270    49,088    58,905    78,540    98,175    117,810    137,450

56,549    70,686    84,823    113,100    141,370    169,650    197,920

76,969    96,211    115,554    153,940    192,420    230,910    269,390

100,530    125,660    150,797    201,060    251,330    301,590    351,860

127,230    159,040    190,852    254,470    318,090    381,700    445,320

157,080    196,350    235,620    314,160    392,700    471,240    549,780

226 195    282,524    339,293    452,390    565,488    678,586    791,683

353,430    441,787    530,145    706,860    883,575    1060,29    1237,005

628,320    785,400    942,480    1256,640 1570,80    1884,96    2199,200

0,0253 0,0570 0,101 !

0,228 J

0,405 I 0,633 I 0,912 1,055 1,242 1,622 2,262 3,079 4,021 5,090 6,283

9,813    11,039    12,266

14,137    15,904    17,672

19,242    21,648    24,053

25,133    28,274    31,416

31,809    35,785    39,761

39,270    44,179    49,087

47,517    53,456    59,396

56,549    63,617    70,686

76,969    86,590    96,211

100,530    113,100    125,660

127,230    143,140    159,040

157,080    176,720    196,350

226,190    254,470    282,740

307,880    346,360    384,850

402,120    452,390    502,660

508,940    572,560    636,170

628,320    706,860    785,400

904,781    1017,878    1130,976

1413,72    1590,435 1767,15

2513,28    2827,44    3141,60

M    Ci    03    _tO    J-*    O    O    JO    JO    ©    O

O    “*1    Ol ^    Üi    OO    M M O <1    V    M    M    O    O

CitOtOOi^tOCOCOtOMOiOiMCitO

M Ol

0,0317

0,0713

0,127

0,285

0,507

0,792

1 140

1,257

1,552

2,027

2,827

3,849

5,027

6,362

7,854

CO    Oi    CO    JO    JO    M    J-»    ®    O    JO    JO    JO

-J    <1    O    Ol    <1    M    ^    *03    CO    'rf*    ~tO    M    'o

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Ci    Oi    CO    -^4    Ci    CO    Ol    Ol    -<1    O    lO    Ol    Oi

i4-

0,0396    0,0476

7,953    9,543    11,134

9,817    11,781    13,744

333    18,399    21,466

089    26,507    30,925

066    36,080    42,093

270    47,124    54,978

701    59,642    69,582

359    73,631    85,903

245    89,094    103,943

357    106,03    123,700

1    260    144,320    168,370

1    080    188,500    219,91

1    800    238,570    278,33

245,440    294,530    343,610

353,430    424,110    494,800

481,060    577,270    673,480

628,320    753,980    879,650

795,22    954,260    1113,300

981,750 1178,100 1374,40 1413,72    1696,464    1979,208

2208 938    2650,725    3092,503

3927,00    4212,40    5497,80

«o cj o ci oT t-T cd* o 00“ rHdCOCCrJicot^OOfNiOOi

0,0633    0,0792

¹    10,053    12,566

12,724    15,905

15,708    19,625

24,532    30,665

35,343    44,179

48,106    60,133

62,832    78,540

79,522    99,403

98,175    122,719

118,792    148,490

141,370    176,715

192,420    240,529

251,330    314,160

318,090    397,609

392,700    490,875

565,490    706,850

769,690    962,115

1005.30    1256,63

1272.30    1590,435

1570,80    1963,50

2261,952 2827,44

3534.30    4417,875

6283,20    7854,00

0,0950

0,214

0,380

0,855

1,520

2,375

3,420

3,770

4,656

6,081

8,482

11,546

15,080

19,086

23,550

36,798

53,015

73,159

94,248

119,283

147,263

178,188

212,058

288,635

376,992

477,131

589,050

848,232

1154,538

1507,968

V*" = 6,35

»/<,"= 9,525 •/*" — 12,70 s/₄" = 19,05 1"    =    25,40

l‘/4" = 31,75 1 »/*" = 38,10 —    40,00

l³/₄" = 44,55 = 50,₈0

2"

60

70

80

90

100

126

150

176

200

225

250

275

300

350

400

450

500

600

700

800

900

1000

1200

1500

2000

Tabelle

über den Druckhöhenverlust oder die Widerstandshöhe fit, welche für die der Tabelle I, 1 ent-

menge

1,2

nommenen Rohrdurchmesser bei der gewählten Geschwindigkeit v und dort yerzeichneten Wasserbedingt ist.

Geschwindigkeit v des W assers

in Metern in der Sekunde :

Rohr-

durchm. in engl. Zoll resp. mm

0,05

0,10

0,15

0,20

II.

0,25    0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,25

3,50

1,75

2,00

2,50

3,00

nach der Formel : hx — 1

Sh.

, wobei 1 nach

auf 100m Länge für die oben berechneten Wassermengen Weißbach = 0,01439 -f-

0,0094711

Rohr-

durchm. in engl. Zoll resp. mm

2"

= 6,35 = 9,525 = 12,70 = 19,05 - 25,40 = 31,75 = 38,10 40,00 = 44,45 = 50,80

60

70

80

90

100

125

150

175

200

225

250

275

300

350

400

450

500

600

700

800

900

1000

1200

1500

2000

0,114

0,076

0,057

0,038

0,0285

0,0228

0,0190

0,0181

0,0163

0,0142

0,0121

0,0103

0,00904

0,00803

0,00723

0,00578

0,00482

0,00413

0,00362

0,00310

0,00289

0,00263

0,00241

0,00205

0,00181

0,00161

0,00145

0,00131

0,00103

0,00090

0,00080

0,00072

0,00054

0,00048

0,00036

0,356

0,237

0,178

0,119

0,089

0,071

0,059

0,056

0,0509

0,0445

0,0377

0,0323

0,0283

0,0251

0,0226

0,0181

0,0151

0,0129

0,0113

0,0101

0,00905

0,0082

0,0075

0,0065

0,00566

0,00503

0,0045

0,0038

0,0032

0,0028

0,0025

0,0023

0,0019

0,00151

0,00113

0,701

0,467

0,350

0,234

0,175

0,140

0,117

0,111

0,1001

0,0875

0,0742

0,0636

0,0557

0,0494

0,0445

0,0356

0,0297

0,0254

0,0223

0,0198

0,0178

0,0162

0,0148

0,0127

0,0111

0,0099

0,0089

0,0074

0,0064

0,0056

0,0049

0,0045

0,0037

0,00297

0,0022

1,144

0,761

0,572

0,381

0,286

0,228

0,190

0,181

0,1649

0,143

0,1210

0,1036

0,0906

0,0807

0,0725

0,0580

0,0483

0,0414

0,0363

0,0322

0,0290

0,0264

0,0242

0,0207

0,0181

0,0161

0,0145

0,0121

0,0104

0,0091

0,0081

0,0073

0,0060

0,00483

0,00363

1,672

1,113

0,836

0,557

0,418

0,334

0,279

0,266

0,2389

0,2091

0,1770

0,1517

0,1327

0,1180

0,1062

0,0849

0,0708

0,0607

0,0531

0,0472

0,0424

0,0386

0,0354

0,0303

0,0266

0,0236

0,0212

0,0177

0,0152

0,0133

0,0118

0,0106

0,00885

0,0071

0,00580

2,288

1,525

1,144

0,765

0,572

0,458

0,381

0,363

0,3270

0,2860

0,2422

0,2076

0,1816

0,1614

0,1453

0,1160

0,0969

0,0830

0,0727

0,0646

0,0581

0,0528

0,0484

0,0415

0,0363

0,0323

0,0291

0,0242

0,0267

0,0182

0,0161

0,0145

0,0121

0,0097

0,00727

3,770

2,511

1,885

1,267

0,943

0,754

0,628

0,599

0,539

0,455

0,419

0,3419

0,2993

0,2660

0,2394

0,1915

0,1596

0,1368

0,1197

0,1064

0,0958

0,0871

0,0798

0,0684

0,0599

0,0532

0,0479

0,0399

0,0342

0,0299

0,0266

0,0239

0,0199

0,01596

0,01197

5,575

3,719

2,789

1,859

1,394

1,116

0,930

0,886

0,7964

0,6972

0,5903

0,5059

0,4428

0,3936

0,3542

0,2833

0,2360

0,2023

0,1771

0,1574

0,1416

0,1287

0,1180

0,1012

0,0886

0,0787

0,0708

0,0590

0,0506

0,0443

0,0394

0,0354

0,0295

0,02361

0,01771

7,693    10,112

0,9616    J    1,2640

0,8148    1,0702

0,6979    0,9173

0,6106    0,8026

0,5428    0,7134

0,4885    0,6421

0,3908    0,5137

0,3257    0,4287

0,2791    0,3669

0,2442    0,3211

0,2171    0,2856

0,1954    0,2568

0,1776    0,2335

0,1628    0,2140

0,1396    0,1835

0,1221    0,1650

0,1086    0,1427

0,0977    0,1284

0,0814    0,1070

0,0698    0,0917

0,0610    0,0803

0,0543    0,0714

0,0488    0,0642

0,0407    0,0535

0,03267    0,0429

0,02441    0,0321

12,850

8,567

6,425

4,283

3,212

2,570

2,142

2,037

1,836

1,606

1,3580

1,1650

1,0185

0,9061

0,8148

0,6524

0,5432

0,4660

0,4074

0,3624

0,3259

0,2965

0,2716

0,2328

0,2037

0,1811

0,1630

0,1358

0,1164

0,1019

0,0905

0,0815

0,0680

0,0544

0,0408

15,842 10,562 7,922 5,281 3,961 3,169 2,640 2,516 2 263 1,980 1,6770 1,4572 1,2578 1,1180 1,0062 0,8050 0,6707 0,5750 0,5031 0,4472 0,4025 0,3660 0,3354 0,2875 0,2516 0,2236 0,2012 0,1677 0,1437 0,1258 0,1118 0,1006 0,0840 0,0671 0,0503

19,150

12,766

9,576

6,383

4,788

3,830

3,192

3,045

2,736

2,394

2,0267

1,7375

1,5203

1,3513

1,2162

0,9730

0,8108

0,6950

0,6081

0,5405

0,4865

0,4422

0,4054

0,3475

0,3045

0,2703

0,2432

0,2027

0,1737

0,1520

0,1351

0,1216

0,1013

0,0811

0,0608

28,712 19,114 14,333 9,557 7,168 5,734 4,779 4,552 4,0970 3,3584 3,0343 2,6001 2,2758 2,0229 1,8206 1,4565 1 2137 1 0403 0,9103 0,8091 0,7282 0,6620 0,6069 0,5202 0,4551 0,4046 0,3641 0,3034 0,2600 0,2276 0,2023 0,1821 0,1518 0,1214 0,0913

39,954

26,635

19,979

13,317

9,989

7,991

6,659

6,343

5,707

4,9943

4,2284

3,6245

3,1715

2,8190

2,5371

2,0297

1,6914

1,4497

1,2686

1,1276

1,0148

0,9226

0,8457

0,7249

0,6343

0,5638

0,5074

0,4228

0,3624

0,3171

0,2819

0,2537

0,2114

0,1691

0,1269

52,976

35,314

26,488

17,659

13,543

10,595

8,829

8,409

7,568

6,6214

5,6061

4,8054

4,2046

3,7374

3,3637

2,6910

2,2424

1,9221

1,6818

1,4956

1,3455

1,2232

1,1212

0,9611

0,8409

0,7475

0,6727

0,5606

0,4805

0,4205

0,3737

0,3364

0,2803

0,2242

0,1682

67,711

45,140

33,858

22,572

16,939

13,343

11,286

10,749

9,674

8,4632

7,1660

6,1404

5,3745

4,7773

4,2996

3,4397

2,8661

2,4570

2,1498

1,9111

1,7198

1,5635

1,4330

1,2284

1,0749

0,9554

0,8599

0,7166

0,6140

0,5375

0,4777

0,4300

0,3583

0,2866

0,2150

102,236

68,158

51,123

34,078

25,558

20,447

17,039

16,230

14,605

12,779

10,8200

9,2745

8,1148

7,2131

6,4981

5,1934

4,3280

3,7097

3,2459

2,8853

2,5967

2,3607

2,1640

1,8548

1,6230

1,4427

1,2984

0,0820

0,9275

0,8115

0,7213

0,6492

0,5410

0,4328

0,3246

143,464

95,643

71,739

47,821

35,867

28,693

23,911

22,776

20,495

17,933

V₄" = 6,35 %" = 9,525 Va" = 12,70 s/₄" = 19,05 1"    = 25,40

11/4" = 31,75 l¹/»" = 38,10 — =40,00 13/4" = 44,45 2"    = 50,80

15,1833

13,0145

11,3878

10,1222

9,1102

7,2882

6,0735

5,2056

4,5551

4,0889

3,6441

3,3127

3,0367

2,6029

2,2776

2,0244

1,8220

1,5183

1,3015

1,1388

1,0122

0,9110

0,7592

0,6073

0,4555

60

70

80

90

100

125

150

175

200

225

250

275

300

350

400

450

500

600

700

800

900

1000

1200

1500

2000

Tabelle II, 1

zur Auffindung der Profilshöhe h bzw. jenes normalen Eiprofils, welches für die unten verzeich-neten — auch angenäherten — Wassermengen unter den aufgeführten Geschwindigkeiten erforderlich ist.

Bei einer sekundlichen Wassergeschwindigkeit von v = Meter:

oder

Profils

höhe

0,75 I 0,80 j 0,85    0,90    0,95 j 1,00    1,20

F=0,51h o,50    0,55    0,60    0 65    0,70

Quer- ---

Schnitts- durchfließen die in Kolonne 1—3 festgestellten, normalen Eiweißprofile die nachstehend verzeichneten Wassermengen 0 in Litern:

fläche

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25

1,30

1,35

1,40

1,45

1,50

JsD    tO M    J-i    M    M    M    M    ©    <Z>    ©    ©    ©    _©

W    O    00    05    Ol    V CO M M    O    50    00    <1    05 CH ^    CO

ÜlOCitOOCi^tOHOOOHlOiUOlCObOC:

©to©bo©to©to©bo©io©to©to©to©

©Oi©Ot©Oi©Cn©Cn©Oi©Clt©Oi©CJi©

0,1836

0,2155

0,2499

0,2869

0,3264

0,3685

0,4131

0,4603

0,5100

0,5623

0,6171

0,6746

0,7344

0,7969

0,8619

0,9295

0,9996

1,0723

1,1475

91,8

107.8 125,0

143.5

163.2

184.3

206.6

230.2 255,0

281.2 308,6 337,3

367.2 398,5 431,0

464.8

499.8

536.2

573.8

101,0

118,5

137.4

157.8

179.5

202.7

227.2

253.2

280.5

309.3

339.4 371,0

403.9 438,3 474,0 511,2

549.8 559 8 631,1

110,2

129.3 149,9

172.1

195.8

221.1

247.9

276.2 306,0

337.4

370.3 404,8

440.6

478.1

517.1

557.7

599.8

643.4

688.5

119.3

140.1

162.4

186.5

212.2

239.5

268.5 299,2

331.5

365.5

401.1

438.5 477,4 518,0

560.2

604.2 649,7 697,0 745,9

COMOiOJOlOlOl^^WCOCOIOK tO tO M h-i

©oiootöüiM^rcoooitooooitoo^ioito W    p    O    P    CO    <1    ^    W    M    CO    <1    M    jO    CO    00    O    _©    CO

co©    <i    co    oo    m    lo    b    Ci    b    w    to    o    bi    oo    o    o    cn

COOO-a©©CHOiOlrf^hf*-COCOCOtOtOtOMI—‘M CJG^cO^OÜiOOtOCO^OM^HOOOCO O    O    <1    05    <1    O    05    _to    ,M    P¹    5¹    i³²    ^    M

©    to    "-T    M'^'bo'bo'©'bo'<l”cn    tO    GO    ^    Go'to'^'©'<i

146.9

172.4

199.9

229.5 261,1

294.8

330.5 368,2 408,0

449.8

493.7

539.7

587.5

637.5

689.5

743.6

799.7

857.8 918,0

911.5    965,1 975,4 1032,8

331.7

371.8

174.4    183,6 204,7 216,5

237.4    249,9

272.6    286,9

310.1    326,4 350,11 368,5 392,4! 413,1 437,3 460,3 484,ö] 510,0 534,2] 562,3 586,2j 617,1 640,9 674,6

697.7    734,4

757.1    796,9

818.8    861,9 883,0 929,5 949,6 999,6

1018,7 1072,3 1090,1 1147,6

M    M    M    ►-*    H-*

CObO>-»h-*©©CCCO<I©©0<k£»*^COCOtOtOtO M ® JO O»    o» H JO p    W M en M |-i jf*. jo GO ©

©    co en co co'co”bi'o«'co'©    "co    *co

JF.

CM

LT»

°v£>

rO

h= 3 r

.v

h '

„ 1 l'ïh Û6°Ab '

N. I

S.

Fig. 19.

Tabelle II, 2

zur Ermittlung des Gefälles oder des Druckhöhenverlustes, welcher für das aufgefundene Eiprofil und die gewählte Geschwindigkeit » pro 1000 m Entfernung eintritt.

Bei einer sekundlichen Wassergeschwindigkeit von » = Meter:

•=91 C5

h°U

0,50

0,55

0,60

0,65    0,70    0,75    0,80    0,85    0,90 ! 0,95 j 1,00

1,20

»²X • • •

wird das erforderliche Gefall, oder der Druckhöhenverlust h%₀ in Metern:

(berechnet nach der Formel: /i°/oo = 0,15 ^1 + 0,03    ÿ'¹'²)

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1.15

1,20

1,25

1,30

1,35

1,40

1,45

1,50

CO M M M M    ^ ^    Ol W j« O» OJ ^ M OO

“'IO    CO 05 "«O 05

Oi^IOWQO»^MO©COM»U.O»50MOOO>fcO M©^I^tOM4^©Oł©C5COf-l©tOH-‘04CO-'J

O    O O O    _0    ©    w© ©    ©    ©    ^©    JD    M    M    M    M

Oi'üi    05    05    05    05    <1    <1    OO    00    00    ©    ©    ©    M    tO    CO    ^    Cs

•<I©|-t^CS©CO©©rf^©ÜlMOOCnülOlCOtO MCOCił-^cOOOt—‘CiCiO^IHLtO©©©©©©

O O    O    O    O    O    O    ©    ©    ©    ©    _©    ©    O    O    O    O    O    p

M    M    M    H    'm    ~tO    ~tO    ~tO    tO ~tO To    CO    ~CO    ~CO '*4-

^    Oi    Ci    O    CO    O    O    IO    Ci    Oi    M    (Û    H    CO    *4    O

COCO^OMOiMtOtOlO^CßWOOWtOOvJ

0,494 0,448 0,411 0,379 0,351 0,327 0,307 0,288 0,272 0,257 0,244 0,232 0,222 0,211 0,203 0,194 0,187 0,180 0 173

0,586 0,533 0,488 0,450 0,417 0,388 0,364 0,342 0,323 0,307 0,290 0,276 0,263 0,251 0,241 0,231 0,222 0,213 0 206

0,689

0,626

0,574

0,529

0,490

0,456

0,428

0,402

0,379

0,359

0,341

0,324

0,309

0,295

0,283

0,271

0,261

0,251

0,242

©    ©    ^©    ©    ©    C    O    C    O    CD    CD    _©    _©    _©    _©    _©    O

IO W    *CO    CO    05    CO    CO    CO    CO    rfi*    ►£-    rf-.    ^    Cn    Ol    Ci CS    *4    <1

©MtO^GOtOCOCnCn©©©©©COCO^CnCO

o    ©    ©    ©    ©    ©    ©    ©    o    o    o    o    o    o    o    o    o    o    o

W    CO    CO    W    M    M    V    ^    V    tö-    en    Ü1    Ol    ©    ©    M    ^    CO    O

Ww^OsItCMCOOi^OCO^OOlOOlWH l<ICOtOl--*^*CCiÜlÜl©COC04i.^CO<l

1,043

0,947

0,868

0,800

0,742

0,691

0,648

0,609

0,574

0,543

0,516

0,490

0,468

0,447

0,428

0,410

0,394

0,380

0,365

1,178 1,319 1,070 1,199 0,980 1,098 0,904 1,013 0,838 0,939 0,781 0,875 0,732 0,820 0,688 0,770 0,649 0,727 0,614 0,688 0,583 0,653 0,554 0,620 0,529 0,592 0,505 0,565 0,484 0,542 0,463 0,519 0,445 0,499 0,429 0,480 0,413 0,463

1,471 1,629

1,336 1,480

1,224 : 1,356 1,129 | 1,250 1,047 1,159 0,975 1,080 0,914 1,012 0,859 | 0,951 0,810 ; 0,897 0,767 I 0,849 0,728 0,806 0,692 0,766 0,660 0,731 0,630 0,698 0,604 0,669 0,579 0,641 0,556 0,616 0,535 0,593 0,516 | 0,571

2,346

2,131

1,953

1,800

1,669

1,555

1,457

1,369

1,292

1,223

1,161

1,103

1,053

1,005

0,963

0,923

0,887

0,854

0,822

Bemerkung zu Tabelle II1 und 2 :

Zur Erleichterung der Berechnung von h°/0O für ein in der Tabelle nicht vorhandenes v wurde in Kolonne 2 der Tabelle II, 2 der Koeffizient —, für die einzelnen Profile vorgetragen, ebenso

das Resultat der Formel h⁰^ = 0,15 ^1 -j- 0,03    ^ v² ausschließlich der Schlußmultiplikation mit»².

Der Druckhöhenverlust für ein neues v ergibt sich daher durch Multiplikation des zum Quadrat erhobenen letzteren mit dem in Kolonne 3 vorgetragenen Werte.

Tabelle III.

Über die Wassermengen, welche über einen rechteckigen Überfall, dessen Dimensionen nach den dortselbst verzeichneten Normen bemessen sind, zum Abflufs gelangen.

Berechnet nach der Formel von Braschmann

Q = (0,3838 -f 0,0386 | -f- 0,00052 j) b ■ h j2gh~,

wobei die Druckhöhe h vom horizontalen Wasserspiegel bis zur Unterkante der Öffnung zu messen ist und b die Breite des Überfalles, B jene des Zulauf gerinnes, in welchen der Überfall eingebaut ist, bezeichnet. Der Wasserspiegel des Unterwassers mufs tiefer liegen als die Überfallskante, deren Abschrägung flufsabwärts zu stehen hat.

h in

ta I o-

tO | O*

CT

ta| o*

Co ©■

-s

<33|o-

die Wassermenge Q in Sek.-Litern

die Wassermenge Q in Sek.-Litern

Bemerkungen

0,01

1,9

2,0

0,02

2,1

0,16

5,1

5,4

5,6

0,18

Ol rH CO t-H tH

115

137

0,03

9,3    9,7

10,2

0,20

154

16 L

0,04

14,2

14,7

15,4

0,22

178

185

0,05

19,6

20,5

21,4

0,24

203

211

0,06

25,7

26,8

28,1

0,26

229

233

250

0,07

32,3

33,7

35,2

0,28

256

266

279

0,08

39,7

41,1

43,1

0,30

283

295

309

0,09

47,0

48,9

51,2

0,35

357

370

389

0,10

54,9

57,1

59,9

0,40

435

455

475

0,12

72,2

74,9

78,6

0,45

519

540

567

0,14

90,9

94,5

99,8

0,50

608

633

664

Die Dimensionen des Überfalles sind so zu wählen, dal's sie einem der Quotienten

-ß = 0,1 hzw. 0,5 bzw. 1,0 entsprechen.

Seitliche Kontraktionen sind durch trichterförmigen Einlauf in das Gerinne tunlichst zu beseitigen.

III. Teil. Zahlentabellen.

Quadrate, Kuben, Quadrat- und Kubikwurzeln, Reziproken, natürliche Logarithmen, Kreisumfänge und Kreisinhalte aller natürlichen Zahlen von 1 bis 1000.

Der Durchmesser d des Kreises ist = dieser Zahlen genommen.

n2

ns

logln d i

natj 0,ln

TTd ^-Tld*

OCC'JOîtn^OJtOMO

16

25

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729

100 1000

121 1331 144 1728 169 2197 196 2744 225 3375 256 4096 289 4913 324 5832 361 6859 400 8000 441 9261 484 10648 629 12167 576 13824 625 15625 676 17576 729 19683 784 21952 841 24389 900 27000 961 29791 1024 32768 1089 35937 1156 39304 1225 42875 1296 46656

0,0000

1,0000

1,4142

1,7321

2,0000

2,2361

2,4495

2,6458

2,8284

3,0000

3,1623

3,3166

3,4641

3,6056

3,7417

3,8730

4,0000

4,1231

4,2426

4,3589

4,4721

4.5S26

4,6904

4,7958

4,8990

5,0000

5,0990

5,1962

5,2915

5,3852

6,4772

5,5678

5,6569

5,7446

5,8310

6,9161

6,0000

0,0000 CO 1,0000 1,2599 1,4422 1,5874 1,7100 1,8171 1,9129 2,0000 2,0801 2,1544 2,2240 2,2894 2,3513 2,4101 2,4062 2,5198 2,5713 2,6207 2,6684 2,7144 2,7589 2,8020 2,8439 2,8845 2,9240 2,9625 3,0000 3,0366 3,0723 3,1072 3,1414 3,1748 3,2075 3,2396 3,2711 3,3019 0,02778 3,5835

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3,4340

3,4657

3,4965

3,5264

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0,2827

0,3848

0,5026

0,6302

0,7854

0,9503

1,1310

1,3273

1,5394

1,7671

2,0106

2,2698

2,5447

2,8353

3,1416

3,4636

3,8013

4,1548

4,5239

4,9087

5,3093

5,7256

6,1575

6,6052

7,0686

7,5477

8,0425

8,5530

9,0792

9,6211

10,1790

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1369 50653 6,0828 1444 54872 6,1644 1521 59319 6,2450 1600 64000 6,3246 1681 68921 6,4031 1764 74088 6,4807 1849 79507 6,5574 1936 85184 6,6332 2025 91125 6,7082 2116 97336 6,7823 2209 103823 6,8557 2304 110592 6,9282 2401 117649 7,0000 2500 125000 7,0711 2601 132651 7,1414 2704 140608 7,2111 2809 148877 7,2801 2916 157464 7,3485 3025 166375 7,4162 3136 175616 7,4833 3249 185193 7,5498 3364 195112 7,6158 3481 205379 7,6811 3600 216000 7,7460 3721 226981 7,8102 3844 238328 7,8740 3969 250047 7,9373 4096 262144 8,0000 4225 274625 8,0623 4356 287496 8,1240 4489 300763 8,1854 4624 314432 8,2462 4761 328509 8,3066 4900 343000 8,3666 6041 357911 8,4261 5184 373248 8,4853 5329 389017 8,5440 5476 405224 8,6023 5625 421875 8,6603 5776 438976 8,7178 5929 456533 8,7750 6084 474552 8,8318 6241 493039 8,8882 6400 512000 8,9443

3,3322 0,02703 3,3620 0,02632 3,3912 0,02564 3,4200 0,02500 3,4482 0,02439 3,4760 0,02381 3,5034 0,02326 3,5303 0,02273 3,5569 0,02222 3,5830 0,02174 3,6088 0,02128 3,6342 0,02083 3,6593 0,02041 3,6840 0,02000 3,7084 0,01961 3,7325 0,01923 3,7563 0,01887 3,7798 0,01852 3,8030 0,01818 3,8259 0,01786 3,8485 0,01754 3,8709 0,01724 3,8930 0,01695 3,9149 0,01667 3,9365 0,01639 3,9579 0,01613 3,9791 0,01587 4,0000 0,01563 4,0207 0,01538 4,0412 0,01515 4,0615 0,01493 4,0817 0,01471 4,1016 0,01449 4,1213 0,01429 4,1408 0,01408 4,1602 0,01389 4,1793 0,01370 4,1983 0,01351 4,2172 0,01333 4,2358 0,01316 4,2543 0,01299 4,2727 0,01282 4,2908 0,01266 4,3089 0,01250

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41.854 43,008 44,179 45,365

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9,4868

9,5394

9,5917

9,6437

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10,0499

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10,6301

10,6771

10,7238

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11,1355

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4,3445

4,3621

4,3795

4,3968

4,4140

4,4310

4,4480

4,4647

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4,4979

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4,5629

4,5789

4,5947

4,6104

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4,6416

4,6570

4,6723

4,6875

4,7027

4,7177

4,7326

4,7475

4,7622

4,7769

4,7914

4,8059

4,8203

4,8346

4,8488

4,8629

4,8770

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4,9461

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0,01205

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0,01053

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0,01000

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0,00935

0,00926

0,00917

0,00909

0,00901

0,00893

0,00885

0,00877

0,00870

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0,00855

0,00847

0,00840

0,00833

0,00826

0,00820

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37.70 38,01

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125

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135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

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152

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155

156

157

158

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20449

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21316

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25600

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27889

28224

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2924207

2985984

3048625

3112136

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3241792

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3581577

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3723875

3796416

3869893

3944312

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11,6619

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11,7473

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11,8322

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917

918

919

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921

922

923

924

925

926

927

928

929

930

931

932

933

934

935

936

937

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949

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855625

857476

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8611S4

8630C1

864900

866761

868024

870489

872356

874225

976096

877969

879844

881721

883600

885481

887304

889249

891136

893025

894916

896809

898704

900601

902500

781229961

783777448

786330407

788889024

791453125

794022776

796597983

799178752

801765089

804357000

806954491

809557508

812166237

814780504

817400375

S20025856

822656953

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827936019

830584000

951

952

953

954

955

956

957

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959

960

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906304

908209

910116

912025

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915849

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833237621

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841232384

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846590536

849278123

851973392

854670349

857375000

860085351

862801408

865523177

868250664

870983875

873722816

876467493

879217912

881974079

884736000

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natj

0,ln

30,2820

30,2985

30,3150

30,3315

30,3480

30,3645

30,3809

30,3974

30,4138

30,4302

30,4467

30,4631

30,4795

30,4959

30,5123

30,5287

30,5450

30,5614

30,5778

30,5941

30,6105

30,6268

30,6431

30,6594

30,6757

30,6920

30,7083

30,7246

30,7409

30,7571

30,7734

30,7896

30,8058

30,8221

30,8383

30,8545

30,8707

30,8869

30,9031

30,9192

30,9354

30,9516

30,9677

30,9839

9,7153

9,7188

9,7224

9,7259

9,7294

9,7329

9,7364

9,7400

9,7435

9,7470

9,7505

9,7540

9,7575

9,7610

9,7645

9,7680

9,7715

9,7750

9,7785

9,7819

9,7854

9,7889

9,7924

9,7959

9,7993

9,8028

9,8063

9,8097

9,8132

9,8167

9,8201

9,8236

9,8270

9,8305

9,8339

9,8374

9,8408

9,8443

9,8477

9,8511

9,8546

9,8580

9,8614

9,8648

0,00109

0,00109

0,00109

0,00109

0,00109

0,00108

0,00108

0,00108

0,00108

0,00108

0,00108

0,00108

0,00108

0,00108

0,00107

0,00107

0,00107

0,00107

0,00107

0,00107

0,00107

0,00107

0,00106

0,00106

0,00106

0,00106

0,00106

0,00106

0,00106

0,00106

0,00106

0,00105

0,00105

0,00105

0,00105

0,00105

0,00105

0,00105

0,00105

0,00105

0,00104

0,00104

0,00104

0,00104

6,8211

6,8222

6,8223

6,8244

6,8255

6,8266

6,8276

6,8287

6,8298

6,8309

6,8319

6,8330

6,8341

6,8352

6,8363

6,8373

6,8384

6,8395

6,8406

6,8416

6,8427

6,8438

6,8448

6,8459

6,8469

6,8480

6,8491

6,8501

6,8512

6,8522

6,8533

6,8543

6,8554

6,8565

6,8575

6,8586

6,8596

6,8607

6,8617

6,8628

6,8638

6,8649

6,8659

6,8669

92,0

93,0

94,0

95,0

96,0

6604,3

6618,7

6633,2

6647,6

6662,1

6676.5 6691,0

6705.5

6720.1

6734.6

6749.2

6763.7

6778.3 6792,9

6807.5 6822,2

6836.8

6851.5

6866,1

6880.8

6895.6

6910.3 6925,0

6939.8

6954.6

6969.3

6984.1 6999,0

7013.8

7028.7 7043,5

7058.4 7073,3

7088.2

7103.1

7118.1

7133.1 7148,0 7163,0 7178,0

7193.1

7208.1

7223.2

7238.2

961

962

963

964

965

966

967

968

969

970

971

972

973

974

975

976

977

978

979

980

981

982

983

984

985

986

987

988

989

990

991

992

993

994

995

996

997

998

999

n⁸

923521

925444

927369

929296

931225

933156

935089

937024

938961

940900

942841

944784

946729

948676

950625

952576

954529

956484

958141

960400

962361

964324

966289

968256

970225

972196

974169

976144

978121

980100

982081

984064

986049

988036

990025

992016

994009

996004

998001

1000000

n⁸

887503681 31,0000 890277128 31,0161 893056347 31,0322 895841344 31,0483 898632125 31,0644 901428696 31,0805 904231063 31,0966 907039232 31,1127 909853209 31,1288 912673000 31,1448 915498611 31,1609 918330048 31,1769 921167317 31,1929 924010424 31,2090 926859375 31,2250 929714176 31,2410 932574833 31,2570 935441352 31,2730 938313739 31,2890 941192000 31,3050 94Î076141 31,3209 946966168 31,3369 949862087 31,3528 952763904 31,3688 955671625 31,3847 958585256 31,4006 961504803 31,4166 964430272 31,4325 967361669 31,4484 970299000 31,4643 973242271 31,4802 976191488 31,4960 979146657 31,5119 982107784 31,5278 985074875 31,5436 988047936 31,5595 991026973 31,5753 994011992 31,5911 997002999 31,6070 1000000000 31,6228

log

nat

}n

0,111

nd

9,8683 0,00104 6,8680 9,8717 0,00104 6,8690 9,8751 0,00104 6,8700 9,8785 0,00104 6,8711 9,8819 0,00104 6,8721 9,8854 0,00104 6,8732 9,8888 0,00103 6,8742 9,8922 0,00103 6,8752 9,8956 0,00103 6,8763 9,8990 0,00103 6,8773 9,9024 0,00103 6,8783 9,9058 0,00103 6,8794 9,9092 0,00103 6,8804 9,9126 0,00103 6,8814 9,9160 0,00103 6,8824 9,9194 0,00102 6,8835 9,9227 0,00102 6,8845 9,9261 0,00102 6,8855 9,9295 0,00102 6,8865 9,9329 0,00102 6,8875 9,9363 0,00102 6,8886 9,9396 0,00102 6,8896 9,9430 0,00102 6,8906 9,9464 0,00102 6,8916 9,9497 0,00102 6,8926 9,9531 0,00101 6,8937 9,9565 0,00101 6,8947 9,9598 0,00101 6,8957 9,9632 0,00101 6,8967 9,9666 0,00101 6,8977 9,9699 0,00101 6,8987 9,9733 0,00101 6,8997 9,9766 0,00101 6,9007 9,9800 0,00101 6,9017 9,9833 0,00101 6,9027 9,9866 0,00100 6,9037 9,9900 0,00100 6,9048 9,9933 0,00100 6,9058 9,9967 0,00100 6,9068 10,0000 0,00100 6,9078

9    313,8 100,0 314,2

7253.3

7268.4

7283.5

7298.7

7313.8 7329,0

7344.2

7359.4

7374.6

7389.8

7405.1

7420.3

7435.6

7450.9

7466.2

7481.5

7496.9

7512.2

7527.6 7543,0

7558.4 7573,8

7589.2

7604.7

7620.1

7635.6

7651.1

7666.6

7682.1

7697.7

7713.2

7728.8

7744.4 7760,0

7775.6

7791.3

7806.9

7822.6

7838.3 7854,0

N. L. 0    1

IOONCOC5 CO CC CO CO CO

HCCNOOH

^OOOC5H

>o co cs

iß Iß Iß Iß lß

CO »O Ci C'l iß 05 O CI xtUß CC OO 05 iß iß iß iß iß

Ol Ol Ol Ol Ol O GO <1 Ol CO IO O CO 05 W H Ol <1 Ol

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tn üi Cn Cn Oi O CC <1 Oi ^

Ol rfa* to M to

Ü1W0HO

Tabelle

Die Briggschen Logarithmen

D.

13

10

9—8

9-8

9—8

9-8

9-8

Tfo. 2.

der natürlichen Zahlen.

N. L. 0    1    2

D.

8—7

8—7

7-6

7-6

7—6

7-6

7-6

7-6

7—6

7-6

7—6

7—6

6—5

6-5

6-5

6-5

6-5

6-5

6-5

6-5

6-5

6-5

6-5

6—5

cnc7i

5-4

5-4

5-4

5-4

5-4

5-4

5-4

5-4

5—4

5-4

6—4

5-4

43

43

43

42

42

8—7

8—7

8-7

8—7

8—7

41

41

N. L.O 1    2    3    4

D.

N. | L. 0

12    3    4

D.

Schlotthauer, Wasserversorgungsanlagen.

14

Erklärungen.

1. Der Briggsche Logarithmus

einer Zahl n ist derjenige Exponent, mit welchem die Zahl 10 potenziert werden mufs, um n zu erhalten.

Umstehende Tabelle enthält nur die Dezimalstellen — Mantisse — zu dem Logarithmus der Zahl n, während die fehlende ganze Zahl — Kennziffer oder Charakteristik — für jeden einzelnen Fall besonders zu ermitteln ist. Die Kennziffer ist dabei um 1 kleiner als die Anzahl der ganzen Stellen von n.

Die Mantissen der Zahlen von 10 bis 109 sind in der zweiten Vertikalspalte unter 0 enthalten. Die in den folgenden Spalten befindlichen Mantissen kommen für die Zahlen von 101 bis 1099 zur Anwendung.

Beispiel 1: Verlangt sei der Logarithmus der Zahl 527. Man sucht die beiden ersten Stellen der gegebenen Zahl — hier 52 — in der ersten Rubrik unter N auf, geht dann horizontal bis in diejenige Spalte, welche die dritte Ziffer — hier 7 — als Kopf enthält. Die hier gefundene Ziffer — 7218 — ist die Mantisse des Logarithmus von 527. Da die gegebene Zahl dreistellig, so ist die Kennziffer in diesem Fall 3 — 1 = 2, folglich

= 2,7218 und in ähnlicher Weise -.

log 527 log 52,7    = 1,7218

log 5,27 = 0,7218 log 0,527 = 0,7218 — 1.

Zur Interpolation bedient man sich der in der letzten Spalte angegebenen Differenzen. Für die Zahl 527,3 z. B. vermehrt man den Logarithmus von 527 um 3 Zehntel der sich zwischen den Logarithmen von 527 und 528 ergebenden Differenz :

log 527,3 = 2,7218 + 0,3 X 0,0008 = 2,7220(4).

Für das Rechnen mit Logarithmen gilt:

log (NX M) = log N + log M log (N : M) — log N — log M log NM = M ■ log N

^■ = L.lo tN.

log

Delogarithmieren heilst, zu einem gegebenen Logarithmus die zugehörige Zahl finden.

Es sei der Logarithmus 3,1580 gegeben. Man findet, dafs die Mantisse zwischen den in der Tabelle enthaltenen Mantissen 1553 und 1584, die gesuchte Zahl also zwischen 143 und 144 liegt und ergibt sich aus dem Verhältnis der bestehenden Differenzen.

(1580 — 1553) : (1584 — 1553) = 27 : 31 = 0,871.

Die erhaltenen Dezimalstellen werden der erstgefundenen Zahl angehängt und mit Rücksicht auf die gegebene Kennziffer die Anzahl der ganzen Stellen bestimmt; die zu suchende Zahl wäre also 1438,7.

2. Der natürliche Logarithmus. (Tabelle No. 1.)

Neben dem Briggschen Logarithmus kommt bei Berechnungen bisweilen der natürliche Logarithmus vor, dessen Basis die Zahl 2,71828 ist. Für die gegenseitige Umwandlung von Briggschen Logarithmen in natürliche und umgekehrt gilt:

lg nat N — 2,3026 X log N log N = 0,4343 X log nat N.

Tabelle No. 3.

Die trigonometrischen Zahlen.

Gr. Sinus D. Kosin. D.

Tan

gens

D. Ko tang. D.

0 0,0000

1    0,0175

2    0,0349

3    0,0523

4    0,0698

5    0,0872

6    0,1045

7    0,1219

8    0,1392

9    0,1564

10"    0,1736

11    0,1908

12    0,2079

13    0,2250

14    0,2419

15    0,2588

16    0,2756

17    0,2924

18    0,3090

19    0,3256

20    0,3420

21    0,3584

22    0,3746

23    0,3907

24    0,4067

25    0,4226

26    0,4384

27    0,4540

28    0,4695

29    0,4848

30    0,5000

31    0,5150

32    0,5299

33    0,5446

34    0,5592

35    0,5736

36    0,5878

37    0,6018

38    0,6157

39    0,6293

40    0,6428

41    0,6561

42    0,6691

43    0,6820

44    0,6947

45    0,7071

1,0000 0,9998 0,9994 0,9986 0,9976 0,9962 U 0,9945 0,9925 0,9903 0,9877 0,9848 0,9816 0,9781 0,9744 0,9703 0,9659 0,9613 0,9563 0,9511 0,9155 0,9397 0,9336 0,9272 0,9205 0,9135 0,9063 0,8988    ₇”

0,8910 0,8829 0,8746    ⁰⁰

0,8660 0,8572 0,8480    ““

0,8387 0,8290 0,8192 0,8090 0,7986 0,7880 0,7771 m 0,7660 0,7547 0,7431 0,7314 0,7193    ¹⁶¹

0,7071

„ 0,0000 Ł. 0,0175 ⁴    0,0349

0,0524 lu 0,0699 ₁₇    0,0875

in 0,1051

o, 9,1228

26 °-1405 oq 0,1584

f, “071763* ÎI 0,1914

o₇ 0,2126

4    0,2309

à 0,2493 ₄₆    0,2679

⁴q O'2867 2,    0,3057

56    °>³²⁴⁹

?”    0,3443

0,3640 0,3839 ”₇    0,4040

0,4245 0,4452 0,4663 0,4877 0,5095 0,5317 0,5543 0,5774 0,6009 0,6249 0,6494 0,6745 0,7002 0,7265 0,7536 0,7813 0,8098 0,8391 0,8693 0,9004 0,9325 0,9657 1,0000

86

88

98

102

104

106

109

116

122

^ w W O ^ w 1Û M M K N) M W IO IO 1-5 to tC ts K) tö tC    kr— t-± K* H-- I--    ‘ 1—1 e— ‘    >—* H*    h-¹

unendl.

57,2900

28,6363

19,0811

14,3007

90

89

11,4301

9,5144

8,1443

7,1154

6,3138

28,6537 9,5552 4,7804    ⁸‘

2,8706 1,9157    ⁸⁰

1,3701 1,0289

8016

88

84

83

82

5,6713

5,1446

4,7046

4,3315

4,0108

3.7321 3,4874 3,2709 3,0777 2,9042 2,7475 2,6051 2,4751 2,3559 2,2460 2,1445 2,0503 1,9626 1,8807 1,8040

1.7321 1,6643 1,6003 1,5399 . 1,4826 1,4281 1,3764 1,3270 1,2799 1,2349

1,1918

1,1504

1,1106

1,0724

1,0355

1,0000

6425

5267

4400

3731

3207

2787

2447

2165

1932

1735

81

80

79

78

77

76

75

74

73

72

71

¹⁵⁶⁷    70

1424

1300

69

68

1192 fi7 1099

1015

942

877

819

767

678

640

604

66

65

64

63

62

61

59

58

57

⁵⁷³    56

545

517

494

471

450

431

414

398

382

369

55

54

53

52

51

50

49

48

47

46

355 —

Kosin. D. Sinus D. Kotang. D. Tangens j D. Gr.

Tabelle No. 4.

Konstanten des Kreises.

n — 3,1416

^-= 0,785 4

Ifn

1,772 log n — 0.4972.

III. Teil. Zahlentabellen.

Bogenlängen, Bogenhiihen, Sehnenlängen und Kreisabschnitte für den Halbmesser 1.

Grad

Bogenlänge

Sehne s

Bogenhöhe h

Inhalt des Kreisabschnittes

Grad

Bogenlänge

Sehne s

Bogenhöhe h

a> ; 55-

Inhalt des Kreisabschnittes

0,002 J 0,0000    46    0,803    0,7821    0,080| 0,101

Ist der Wert zu einem Winkel in Graden und Minuten aufzusuchen, z. B. Bogenlänge, so ist folgendermafsen zu verfahren : Winkel 36° 25'. Aus der Tabelle:

Bogenlänge für 36° = 0,628 »    »    37°    = 0,616

Differenz für 60' = 0,01» mithin für 25' - 0,0075

Bogenlänge für 36° 25' = 0,628 -(- 0,0075 = 0,6355.

1 0,018 0,018 0,0000

2    0,035 0,035 0,0002

3    0,052 0,052 0,0003

4    0,070 0,070 0,0006

5    0,087 0,087 0,0010

6    0,105 0,105 0,0014

7    0,122 0,122 0,0019

8    0,140 0,140 0,0024

9    0,157 0,157 0,0031

10    0,175 0,174 0,0038

11    0,192 0,19210,0046

12    0,209 0,209: 0,0055

13    0,227 0,226 0,0064

14    0,244 0,24410,0075

15    0,262 0,26110,0086

16    0,279 0,27810,0097

17    0,297 0,296 i 0,0110

18    0,314 0,313 0,0123

19    0,332 0,330 0,0137

20    0,349 0,347 0,0152

21    0,367 0,365 0,0168

22    0,384 0,382 0,0184

23    0,401 0,399 0,0201

24    0,419 0,41610,0219

25    0,436 0,433 0,0237

26    0,454 0,450

27    0,471 0,467

28    0,489 0,484

29    0,506 0,501

30    0,524 0,518

31    0,541 0,535

32    0,559 0,551

33    0,576 0,568

34    0,593 0,585 35' 0,611 0,601

36    0,628 0,618

37    0,646 0,635

38    0,663 0,651

39    0,681 0,668

40    0,698 0,684

41    0,716 0,70010,0633

42    0,733 0,717 j 0,0664

43    0,751 0,7331 0,0696

44    0,768 0,74910,0728 0,785 0,765 ! 0,0761

0,0256

0,0276

0,0297

0,0319

0,0341

0,0364

0,0387

0,0412

0,0437

0,0463

0,0489

0,0517

0,0549

0,0574

0,0603

0,006

0,009

0,011

45

0,013

0,015

0,017

0,019

0,021

0,024

0,026

0,028

0,030

0,033

0,035

0,037

0,039

0,041

0,044

0,046

0,048

0,050

0,052

0,054

0,056

0,058

0,061

0,063

0,066

0,068

0,070

0,072

0,075

0,077

0,079

0,081

0,083

0,084

0,088

0,088

0,092

0,095

0,097

0,099

0,0418 0,103 0,0445 0,106 0,0473 0,109 0,0503 0,111 0,0533 0,113 0,0565 0,115 0,0598 0,118 0,0632 0,120 0,0667 0,122 0,0704 0,117 0,124 0,0742 0,121 0,126 0,0781 0,125 0,129 0,0821 0,13010,132 0,0863 0,134 j 0,134 0,0906 0,13Si 0,136 0,0950 0,143 0,138)0,0996 0,147 0,140)0,1043 0,152 0,143 0,1091 0,157 0,146 0,1141 0,161 0,148 0,1192 0,166 0,150 0,1244 0,171 0,153)0,1298 0,176 0,156 0,1353 0,181)0,158 0,1410 0,186| 0,160 0,1468 0,191 0,162 0,1528 0,196 0,165 0,1589 0,201 0,168 0,1651 0,207 0,170 0,1715 0,212 0,172 0,1781 0,217 0,174)0,1848 0,223 0,17710,1916 0,228 0,180 0,1986 0,234 0,182 0,2057 0,240 ) 0,184 0,2130 0,24510,187 0,2204 0,251 0,190 0,2280 0,257 0,192 0,2358 0,263 0,194 0,2457 0,269 0,197 0,2517 0,275 0,200)0,2599 0,281 0,20210,2682 0,287 0,205 0,2768 0,293 0,207)0,2854

Grad

Bogenlänge

Sehne s

Bogenhöhe h

60

Inhalt des Kreisabschnittes

Grad

Bogenlänge

Sehne s

Bogenhöhe h

05 | >■

Inhalt des Kreisabschnittes

91    1,588 1,427

92    1,606 1,439

93    1,623 1,451

94    1,641 1,463

95    1,658 1,475

96    1,676 1,486

97    1,693 1,498

98    1,710 1,509

99    1,728 1,521

100    j 1,745 1,532

101    1,763 1,543

102    1,780 1,554

103    1,798 1,565

104    1,815 1,576

105    1,833 1,587

106    1,850 1,597

107    1,868 1,608

108    1,885 1,618

109    1,902 1,628

110    1,920 1,638

111    1,937 1,648

112    1,955 1,658

113    1,972 1,668

114    1,990 1,677

115    2,007 1,687

116    2,025 1,696

117    2,042 1,705

118    2,059 1,714

119    2,077 1,723

120    12,094 1,732

121    J 2,112 1,741 122|2,129 1,749

123    j 2,147 1,758

124    12,164 1,766

125    2,182 1,774

126    2,199 1,782

127    2,217 1,790

128    2,234 1,798

129    2,252 1,805

130    2,269 1,813

131    2,286 1,820

132    2,304 1,827

133    2,321 1,834

134    2,339 1,841

0,299

0,305

0,312

0,318

0,331

0,337

0,344

0,351

0,357

0,364

0,371

0,378

0,384

0,391

0,398

0,405

0,412

0,419

0,426

0,434

0,441

0,448

0,455

0,463

0,470

0,478

0,485

0,493

0,500

0,508

0,515

0,523

0,531

0,538

0,546

0,554

0,562

0,570

0,577

0,585

0,593

0,601

0,609

OiMtßCO©    OOOC^O    0©©rHr^    00 00 CO OO C5CT5C50© O O rH ^ rH 'N Ol CO CO

d <N O^C^C^    CJO^CSICN cS    C^C^CJ    C* <N O^COCO 00 CO CO CO CO CO CO COCO CO

©~ © © o~ o © © ©~ © © © o ©~ ©~ ©~ ©"©©©©” © cf © © © ©o”©©© ©©©©'"© cf cf cf cf cf ©~ cf cf cf cf

0,2942 136 0,3032 137 0,3123 138 0,3215 139 0,3309 140 0,3405 141 0,3502 142 0,3601 143 0,3701 144 0,3803 145 0,3906 146 0,4010 147 0,4117 148 0,4224 149 0,4333 150 0,4444 151 0,4556 152 0,4670 153 0,4784 154 0,4901 155 0,5019 156 0,5138 157 0,5259 158 0,5381 159 0,5504 160 0,5629 161 0,5755 162 5,5883 163 0,6012 164 0,6142 165 0,6273 166 0,6406 167 0,6540 168 0,6676 169 0,6813 170 0,6951 171 0,7090 172 0,7230 173 0,7372 174 0,7514 175

0,7658 176 0,7803 177 0,7950 178 0,8097 179

180

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0,337

0,340

0,344

0,347

0,350

0,353

0,356

0,360

0,363

0,367

0,370

0,373

0,377

0,380

0,383

0,387

0,390

0,394

0,398

0,401

0,405

0,408

0,412

0,416

0,419

0,423

0,427

0,431

0,434

0,438

0,442

0,446

0,450

0,454

0,458

0,462

0,466

0,470

0,474

0,478

0,625 0,634 0,642 0,650 0,658 0,666 0,674 0,683 0,691 0,700 0,708 0,716 0,724 0,733 0,741 0,750 0,758 0,767 0,775 0,784 0,792 0,801 0,809 0,818 0,826 0,835 0,844 0,852 0,861 0,870 0,878 0,887 0,896 0,904 0,913 0,922 0,930 0,939 0,948 0,956 0,965 0,483 0,974 0,487 0,982 0,491 0,991 0,496 1,000 0,500

0,8395

0,8546

0,8697

0,8850

0,9003

0,9158

0,9314

0,9470

0,9627

0,9786

0,9945

1,0105

1,0266

1,0428

1,0590

1,0753

1,0917

1,1082

1,1247

1,1413

1,1580

1,1747

1,1915

1,2084

1,2252

1,2422

1,2592

1,2763

1,2934

1,3105

1,3277

1,3449

1,3621

1,3794

1,3967

1,4140

1,4314

1,4488

1,4662

1,4836

1,5010

1,5185

1,5359

1,5533

1,5708

Ist die Bogenlänge z. B. 0,6355 gegeben, und wird der Winkel gesucht, so verfährt man wie folgt:

Aus der Tabelle Winkel von 0,628 = 36°

»    » 0,646 — 37°

Differenz für 0,018 = 60' mithin für 0,0075 = 25' folglich der Winkel 36° 25'.

214

III. Teil. Trigonometrie und Planimetrie.

Kreisfunktionen.

Ist a ein Winkel <90°, so ist:

</j liegt zwischen Î 0® 90⁰ 180° I 270°

¹ u.    u.    u. u.

90° 180° 270° I 360°

(fi ist

4: «

90 4 a 180 4: a 270 4: a

sin (p cos (p tg (p cotg (fi

I I++-

4; sin a + cos a ±*9 « 4i cotg a

-H 41+1+

4 sin a — cos a — cos a ; + sin a ± tg a ±cotga 4icotga 4 tg a

. .    sin a

2 ) tg a =--;

cos a

4) tg a. cotg a = 1 ; 6) cosec a =

1) sin² a + cos² a = 1 ;

, cos a

3) COtg a = sm a’

„ 1

5) sec a —-

cos a

7) 1 4 tg² a — —^— = secaa; 8) 1 4 cotg ² a = cos² a

sin a

sin ² a

= cosec² a

Goniometriselie Formeln.

sin    (a 4    b)    =    sin a cos b + cos a sin b

cos    (a 4;    b)    =    cos a cos b 4 sin a sin b

sin (b ± a)

tg a 4: tg b —

cotg a 4: cotg b

sin 2 a — 2 sin a cos a ; 2 tg a 1 — tg² a

tg 2 a —

cos a cos b _ sin (b 4 a) sin a sin b

cos 2 a = cos² a — sin² a cotg ² a—1

cotg 2a —

2 cotg a

Auflösung der ebenen Dreiecke.

Es bezeichnen A, B, C die Seiten, wobei für das rechtwinkelige Dreieck C die Hypothenuse, und a, b, c die diesen Seiten gegenüber liegenden Winkel.

Das rechtwinkelige Dreieck.

Gegeben j Gesucht I

Formel

A, B

a, b, C

tg a —

te U

; tg b

A, G

a, b, B

sin a

; cos b

B    y A» + £²

B = y& — A²

A, a

B, C

sin a

B,    a

C,    a

A, C

A, B

tg a

B

B tg a; C=--

co s a

C sina: B = Ccos a

Das schiefwinkelige Dreieck.

Gegeben Gesucht

Formel

A, B, C

a, b, c

AĄ-BĄ-C

; sin l a

(s-B) (s-O

cos a

8* +C* —A*

BC

2 BC

; cos J a

A, B, c

A, b, c

Oj Cg cq

rO

C— Va* + B* — 2 AB cos c B—A cos c . ,

‘ i Â7“; co^6 A 8m c

1 f «(«—-A)

V BC

cotp a =

sin a

-4 — R cos c

Ci

180 — b-c;B

B_A sin b

sin a

180—a—c; B A sin b sin a 180 — a —b; C

B sin c C sin b sin c A sin c

sin a A sin c

sin a

Planimetrie.

Berechnung der Polygone.

Bezeichnung d. Polygones

Dreieck

Quadrat

Fünfeck

Sechseck

Siebeneck

Achteck

Neuneck

Zehneck

Elfeck

Zwölfeck

0,5775

0.707S

0,851S

1.000S

1,1525

1,3075

1,4625

1,6185

1,7755

1,9325

0.289S

0,5005

0,6955

0.866S

1,038S

1.208S

1,3745

1,5405

1,7105

1,8665

1,7328 od.3,463r 1,4148 „ 2,000r 1,1768 ,, l,453r 1,0008 ,, l,155r 0,8688 „ 0,963r 0,7658 ,, 0,828r 0,6848 „ 0,728r 0,6188 ,, 0,649r 0,5638 „ 0,587r 0,5188 ,, 0,536r

0,433S*od. 1,299.8* 1,000S* „ 2,00012* 1,7215* „ 2,37812* 2,5985* „ 2,59812* 3.634S* „ 2,73612* 4,828S* „ 2,82812* 6,1825* „ 2,89212* 7,694S* „ 2,93912* 9,366S* „ 2,97312* 11.196S* ,, 3,0008*

S =Seite, 8 — Radius des umschriebenen Kreises, r =Radius des eingeschriebenen Kreises, F= Flächeninhalt, n =Anzahl der Seiten.

S = 2 8 sin

\A

/180°\ V n )

Fig. 20.

Sinipsonschc Regel.

AA

Flächeninhalt einer beliebigen Figur. Es sei vorausgesetzt, dafs die Figur von 3 Seiten durch gerade Linien, von denen zwei, AB und DC, senkrecht zur dritten BC stehen, _/ yn begrenztist, dasichjedeFigurinsolche ' zerlegen läfst. Man teilt BC in eine

_ gera de Anzahl n gleicher Teile x,

Fig. 21.

(J und errichtet in diesen Teilpunkten Ordinaten bis zur Begienzungskurve, dann ist der Inhalt der Figur ABCD annähernd:

F = y(yo + ⁴2/i + 2ya + 4 2/s + • • • + 2y«~* -h    1 + Vn).

216

Formeln aus der Geometrie.

g) Flächentafel.

~T

Flächeninhalt (F)

! Sch werpunktslage

l. Dreieck.

-JC

(a b) h

,±JL

a

\s

ä,

oder:

wenn 2 S die Summe der

drei Seiten: _

Vs-(S-ab)-(S-bc)-(S ac).

Sd= \-cd;ad—bd. 3

2. Trapez. (Oi b

:\

(ab -f cd) —--n.

be = cd; fc = ab; ai — ib; ck = kd;

gS =

r'v'

h cd-\-2ab 3 ‘ cd + ab'

(1 k

3. Kreis.

i-

= 0,785 d² = r² n. 4

Umfang nd— 2rn.

im Mittelpunkt.

ir

'S*

s~-

sin a

r-----—

4. Kreissektor.

0,0174 a r²;

-■

F=

360 r

² TT.

yr & •

fürd.Halbkreis ist 4 r

0S=~— = 0,4244r.

3/i

5. Kreissegment.

br — (mn) h

iS

71

(a,o-sin2a)j-

(r — h) — r (t — cos a) ;

= 2yr‘f-h»;

fmn) h

(m n)3 12 F’ F=Fläche. OS =

OS =

mn

r sin³ a a — sin a cos a

F=

360 r

6. Ringstück.

"kH³¹

Vv*

0,0174 a (R² — r²).

¹    3 Ä² —r²

sin a

Körper

l. Zylinder.

//

Sf-źs

h) Körpertafel.

Oberfläche F I Kubikinhalt J Schwerpunktslage

Mantel M = 2rnh.

J —nr^h = 0,785 d² A.

i in der Mitte der Verbindungslinie der Schwerpunkte der Endflächen.

2. Schief abgeschnittener Zylinder.

f*- - -A;—>.

*r

t.

if =

7t r (Ai -f- A).

, i*.....Aj........**

Wenn a Neigungs-_ winkeld.Schnittes:

J - g ——

i^_±A) Ai + aJ_ 1 r¹ tg*a ²    4    ⁺ 4 ÄT+T

17ir’-

3. Kugel.

F — in r*

!= 12,56 r² = 7i d². = 4189r, ₌ ndL im Mittelpunkte.

6

= 0,5236 d³.

4. Kugelausschnitt.

:/i

J — ^-n r²h 7ir    3

₂ (4A + C).    _ 2,0944 r² A.

OS =

3

₀ r (1-f cos a)

f.Halbkugel =

GO

5. Kugelabschnitt.

/•

F=2nrh —

-(4+-) 1.»

(c — Sehne).

J=7ih²(r — ¹/aA)

(?+?)■

OS =

3    (2r — A)²

4    3r —A '

lilii ¹

je.Prisma. Hôhe+doppelte Länf? Höhe¹⁶¹*6 in der Mitte' Grundfläche. ^

7. Hohlzylinder.

h. --**

Innere u.äufsere ?    Umfläche =

■    :.r    2 7t A (n+r),

A    Endfläche =

7t (n² —- r2*).

J=nh{rii-n²). in der Mitte.

m.

Körper

y*

8. Pyramide

Oberfläche F

und

Kegel. ⁼

| Kubikinhalt J jSchwerpunktslage

f.d.Kegelmantel F = nrm

Vr» + h*.

J=lla derGrund-fläche X Höhe.

in der Schwer-

punktsaxe, h 4

v. d. Grundfläche entfernt.

9. Abge-

WÊL ^IWra^ EndMchen = F

mide.    und /■

SkT*

10. Ab-

ge-

j stumpf-ter

Kegel

Mantel

= 7i s (R -)- r).

Von der unteren Endfläche F aus :

(F+f+ffP)- h F+²jFf+sf

4 F + yF/+f'

Von der unteren Fläche: aus: B»+2Är-4-8ra h (D'+Dd+d^nh j    4'

CC

(R* -|-r² +Rr)nh

12

il. Fass.

iy]

jq

J— 1,0453 l (0,4 A>² —(— 0,2 X>d! + 0,15 d²).

in der Mitte.

i.

Fig. 34—38.

Guldinsche Kegel.

Der Inhalt einer Umdrehung s fläche ist gl eich der Länge der erzeugenden Linie, multipliziert mit dem Wege ihres Schwerpunktes.

Der Inhalt eines Umdrehungskörpers ist gleich dem Inhalt der erzeugenden Fläche multipliziert mit dem Weg ihres Schwerpunktes.

Analytische Geometrie.

Gerade Linie.

Gebräuchlichste Form der Gleichung: ax4-by-\-c=o.

Geht die Gerade durch den Anfangspunkt des Koordinaten-systemes : a x + b y = o.

Ist die Gerade || derx Achse : by-\-c—o, und || deryAchse : ax-\-c=o

Der Kreis.

Sind a und b die Koordinaten des Mittelpunktes, so ist :

(x - d)* + (y - b)² = r². Mittelpunktsgleichung : x² -\-y² = r².

Die Ellipse.

a halbe grofse Achse, b halbe kleine Achse, e die Excentricität. x²

Mittelpunktsgleichung : —

px²

b² b²

Scheitelgleichung : y² = 2 — x — x* = 2 piwo 2p der Parameter, d. i. die im Brennpunkte zur grofsen Achse b²

errichtete Senkrechte, p = —=a( 1 — e²).

a

Abstand der Brennpunkte auf der grofsen Achse vom Mittelpunkt = ± Va² — b².

Inhalt = abn;

r / 1 \²c²_/1.3\*c⁴_/l.S.5\*e« _    1

L¹ \2 ) 1 \2. 4/ 3 \2 4 6/ 5    J'

Umfang = 2 na

Mittelpunktgleichung :

Die Hyperbel.

x* y*

a²

b²

Ö²

6²

Scheitelgleichung : y² = 2 — x -f- — x ².

Abstand des Brennpunktes vom Mittelpunkte — ± j a² -f- b-

b²

Die Parabel.

Scheitelgleichung : y² = 2p x.

Abstand des Brennpunktes vom Scheitel = — p.

Inhalt einer halben Parahelfläche auf einer Seite der a;-Achse

00 | to

Hydrometrie.

Tabelle der aus Sekundenlitern abgeleiteten Minutenliter, Stundenkubikmeter, Tageskubikmeter.

Sek.-

Liter

Min.-

Liter

Stund.-Kubikmeter

Tages

Kubik

meter

Sek.-

Liter

Min.-

Liter

Stund.- Tauges-Kubik- Kubikmeter meter

60

120

3,6

86,4

180

7,2

240

10,8

300

14,4

360

18,0

420

21,6

480

25,2

10

540

28,8

12

600

32,4

14

720

36,0

16

840

43,2

18

960

50,4

20

1080

57,6

25

1200

64,8

30

1500

72,0

35

1800

90,0

40

2100

45

2400

50

2700

55

3000

60

3300

65

3600

70

3900

4200

108,0

126,0

144,0

162,0

180,0

198,0

216,0

234,0

252,0

172.8

259.2

345.6

432,0

518,4

604.8

691.2

777.6

864,0

1036,8

1209,6

1382,4

1555,2

1728,0

2160,0

2592,0

3024,0

3456,0

3888,0

4320,0

4752,0

5184,0

5616,0

6048,0

>0©10©10© ©©©©©©©©©©©©©©©©©© t^OOOOOsOSOrHOlCOTPiOęOr^OOOS©©©©©©©©© HHHHHHHHHHdCOrj'iOOt'COCiC

4500

4800

5100

5400

5700

6000

6600

7200

7800

8400

9000

9600

10200

10800

11400

12000

18000

24000

30000

36000

42000

48000

54000

60000

270,0

288,0

306,0

324,0

342,0

360,0

396,0

432,0

468,0

504,0

540,0

576,0

612,0

648,0

684,0

720,0

1080,0

1440,0

1800,0

2160,0

2520,0

2880,0

3240,0

3600,0

CO'lOiaOifrWtOMMHMHMMHM

^vIM^OOtOO'OtO^ÜiOiOitüOtOWÜiC-. 10^0004-OCi^CO^COtOCOHOiCOtOOiOWOiO^O^li^l-¹^ © © O © © © j© j© j© 05 JO GO jU © C5 JO j» © 00 05 4*. JO ©

©©©'©©'©'©'© © © © ©bocbbbooobbb

Tabelle

der aus Minutenlitern abgeleiteten: Sekundenliter, Stunden-Kubikmeter, Tages-Kubikmeter.

Min.-

Liter

Sek.-

Liter

Stund. -Kubikmeter

Tages-

Kubik-

meter

Min.-

Liter

Sek.-

Liter

Stund. -Kubikmeter

Tages-

Kubik

meter

viaOJÜiOi^^WWtOiOMMMMM

©px©©i©Cn©Oi©Oi©00O54^tO©

coec©©cc©coeo©co©cc<o©co«o©coco©eo©©co«o

©co©©co©«oco©co©coco©co<o©coco©coco©co©

r-(COiOCOCC©rHCO»0©©CO©©COrH©OC©iOCOTH©CC© O^O^©^©^© H H H H H ClC101COCOTj<lOiOCOt^aD07©©H © © © © ©‘ © © ©~ © © © © ©‘ © © ©~ © ©* © © cT © rH r-T rH

0,060

0,120

0,180

0,240

0,300

0,360

0,420

0,480

0,540

0,600

0,720

0,840

0,960

1,080

1,200

1,500

1,800

2,100

2,400

2,700

3,000

3,300

3,600

3,900

4,200

75

1,440 2,880 4,320 5,760 7,200 8,640    100

25,920 28,800 36,000

43.200

50.400

57.600    500

64,800 72,000    700

79.200

86.400

93.600    1000 100,800

80

85

90

95

160

180

190

200

300

400

600

900

4,500

4.800 5,100

5.400 5,700 6,000 6,600 7,200

7.800

8.400 9,000 9,600

1,2500

1.3333 1,4166

1.5000 1,5833 1,6666

1.8333 2,0000 2,1666

2.3333

2.5000

2,6666

2.8333    10,200

3,0000    10,800

3,1666    11,400

3.3333    12,000

5,0000    18,000

6,6666    24,000

8.3333    30,000

10,0000    36,000

11.6666    42,000

13,3333 48,000 15,0000    54,000

16.6666    60,000

108,000

115.200

122.400

129.600

136.800 144,000

158.400

172.800

187.200

201.600 216,000

230.400

244.800

259.200 273,600 288,000 432,000 576,000 720,000 864,000

1008,000

1152,000

1227,000

1440,000

Hydrometrie.

221

Tabelle der aus Stundenkubikmetern abgeleiteten Sekundenliter, Minutenliter, Tageskubikmeter.

Stun-

den-

Kubik-

meter

Sekun

den

liter

Minut.-

Liter

Tages-

Kubik-

meter

Stun-

den-

Kubik-

meter

Sekun

den

liter

■gg- 2SŁ

Llter meter

16,66

33.33 50,00 66,66

83.33

10

12

14

16

18

20

25

30

140

150

160

170

180

190

200

300

0,277 0,555 0,833 1,111 1,388 1,666    100,00

1.944    116,66

2,222    133,33

2,500 i 150,00 2,777 i 166,66

3.333    | 200,00

3,888    233,33

4,444    266,66

5,000    300,00

5,555    333,33

6.944    416,66

8.333    500,00

38,888    2333,33

41,666    2500,00

44,444    2666,66

47,222    2833,33

50,000    3000,00

52,777    3166,66

55 555    3333,33

83,333    5000,00

24

48

72

96

120

144

168

iiiSÜiiliHiüIsg

35

840

9,722    583,33

11,111    666,66

40

45

50

55

70

75

80

85

90

95

100

110

120

130

960

Tabelle der aus Tageskubikmetern abgeleiteten Sekundenliter, Minutenliter, Stundenkubikmeter.

Tages-

Kubik-

meter

Sekun

den

liter

Stun-Minut.-1 den-Litei | Kubik-_(met er

Tages-

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Kubik-

meter

10

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40

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50

55

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65

70

0,0115

0,0231

0,0347

0,0462

0,0578

0,0694

0,0810

0,0925

0,1041

0,1157

0,1388

0,1620

0,1851

0,2083

0,2314

0,2893

0,3472

0,4051

0,4629

0,5208

0,5787

0,6365

0,6944

0,7523

0,8101

0,6944 j 0,0416 1,3888 I 0,0833 2,0833 i 0,1250 2,7777    0,1666

3,4722 ' 0,2083 4,1666 ! 0,2500 4,8611    0,2916

5,5555 0,3333 6,2500    0,3750

6,9444    0,4166

8,3333    0,5000

9,7222    0,5833

11,1111 0,6666

12,5000    0,7500

13,8888    0,8333

17,3611    1,0416

20,8333    1,2500

24,3055    1,4583

27,7777    1,6666

31,2500    1,8750

31,7222    2,0833

38,1944    2,2916

41,6666    2,5000

45,1388    2,7083

48,6111    2,9166

75

80

85

90

95

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0,8680

0,9259

0,9837

1,0416

1,0995

1,1574

1,2731

1,3888

1,5045

1,6203

1,7360

1,8518

1,9675

2,0833

2,1990

2,3148

3,4722

4,6296

5,7870

6,9444

8,1018

9,2592

10,4166

11,5740

52,0833

55,5555

59,0277

62,5000

65,9723

69,4444

73,3888

83,3333

90,2777

97,2222

104,1666

111,1111

118,0555

125,0000

131,9444

138,8888

208,3333

287,7777

347,2222

416,6666

486,1111

555,5555

625,0000

694,4444

3,1250

3.3333 3,5416 3,7500 3,9583 4,1666 4,5833 5,0000 5,4166 5,8333 6,2500 6,6666 7,0833 7,5000 7,9166

8.3333

12.5000 16,6666 20,8333 25,0000 29,1666 33,3333

37.5000 41,6666

Formstücke.

T?

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Fig. 39.

C-Stücke.

A-Stücke. B-Stücke.

Für A- und B-Stücke ist :

c = 100    0,2 D mm; a= 100 -f- 0,2 ß-f-0,5 d mm; r = 404-0,05 d mm

Für A-Stücke : l = 120 4~ 0,1 d mm.

Für B-Stücke: l = Muffentiefe des Abzweiges.

Für C-Stücke ist:

c = 80 4-0,1 Dmm; a = 80 -f- 0,1 D 4-0,7 d mm; r — d; l — 0,75 a.

Klassifikation der A-, B- und C-Stücke.

C-Stücke.

A- und B-Stücke.

Durchm. d. Hauptrohres mm

Durchm. d. Abzweiges j länge mm

Bau-

Durchm. d. Hauptrohres mm

Durchm. d. Abzweiges länge mm

Bau-

40—100

125—275

300-425

40—100

0,8

550-750

40—250

275—500

550—750

MMM Cn~tO © O CD

450-600

650-750

40—275

40—250

275—425

40—250

275—425

450—600

40—250

275—425

450-600

650—750

1,0

1.0

1,25

1,0

1,25

1,50

1,0

1,25

1,50

1,75

Diejenigen Abzweigstucke, deren Abzweig einen Durchm. von 400 mm und mehr besitzt, sind von 2 Atmosph. Betriebsdruck an sowohl in ihren Wandungen als auch event. durch Rippen zu verstärken.

E-Stücke. (Flanschen-Muffenstücke.) Baulänge L = 300 mm. F - S t ü c k e. (Flanschen-Schwanzstücke. )

Baulänge : L = 600 mm für D = 40—475 mm.

L = 890 mm für D = 500—750 mm.

Hydrometrie.

I-Stücke (scharfe Bogenstücke von 30°).

Radius der Krümmungsmittellinie:

Für 71 = 40—90 mm, Ä = 250mm; fürf)<100 mm, Ä = 150 -|- ü mm.

Länge d.geraden Spitzendes: f. 5 = 40—375 mm, m = D 200 mm.

» D <400 mm, m = 600 mm.

K-Stücke (schlanke Bogenstücke.) Radius B = 10 D.

L - S t ü c k (schlanke Bogenst., zulässig für D < 300 mm). 11 = à ü.

Länge

223

R-Stücke. (Übergangsrohre.) Baulänge L = 1,0 m. des zylindrischen Stückes am glatten Ende = 21.

U-Stücke. (Überschieber.) Ganze Länge = 4 Muffentiefen.

Bei der Berechnung der Gewichte von Formstücken ist dem Gewichte, welches nach den normalen Dimensionen berechnet ist, ein Zuschlag von 15%, bei Krümmern ein solcher von 20% zu geben.

Für Anordnung der Schraubenlöcher in den Flanschen gilt die Regel, dafs in der Yertikalebene durch die Achse des Rohres sich keine Schraubenlöcher befinden sollen.

Baulänge der Absperrschieber.

Für Flanschenschieber : L = D 200 mm,

für Muffenschieber mit direkt eingetriebenen Ringen : L = 0,7 1) -f- 100 mm,

für Muffenschieber mit eingebleiten Ringen : L=D -+- 250 — 21 mm.

Gewichtstabelle für gufseiserne Flanschen-Formstücke.

mm

40

50

(iO

70

80

90

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

450

Schenkel

länge

mm

Krümmer

90°

10

13

15

18

20

26

35

45

55

65

80

95

110

130

150

175

200

255

T-Stück

Kreuz

stück

Deckel

Gewicht in kg

10

13

15

19

21

25

29

40

52

64

76

80

110

135

165

190

220

255

290

370

13

17

2,5

20

25

28

33

39

53

69

85

102

117

147

180

205

255

295

340

390

490

3,5

4,5

10

13

17

21

25

29

33

39

45

50

54

66

Gewichtstabellen für Formstiicke und Wassertöpfe. Gewichtstabelle für gufseiserne Rohr-Formstücke.

A-Stücke d in mm D d=D\ 80 1100 | 150 | 200 | 300 Gewicht in kg

mm

ß-Stücke d in mm

d = D\ 80 | 100 | 150 | 200    300

Gewicht in kg

40    14

14

19

30

32

35

49

37

19

22

27

31

34

31

175

200

88

59

51

38

33

225

97

79

63

250

106

125

275 144 300 162 350 ! 241 400 | 299

88

95

111

126

146

174

81

68

55

36

90

97

113

128

148

178

210 212

84

91

100

116

131

152

182

216

97

104

121

136

155

187

162

199

222 :234

C-Stücke d in mm

D d—D\ 80 | 100 | 150 | 200 | 300 Gewicht in kg

mm

90

100

40

37

70

90

100

110

130

150

170

250

310

50

38

60

80

89

96

112

127

147

175

211

(jq E-Stücke K-Stücke dq U-Stücke

52

64

82

70

91

98

114

129

149

179

213

86

94

102

100

118

133

154

184

218

107

124

139

158 ! 172 190 ¹ 207 225 ¹ 247

K-Stücke

10 D

Gradl kg

Krummer

90°

7^-300+2 ¹

125

45

39

150

65

42

175

82

57

45

200

106

69

60

225

119

88

72

250

132

95

91

82

101

275

152

102

300

178

115

350

229

133

98 108 105 1115 118 128

119

126

400

282

149

136

354

179

152

182

146

139

162

192

218 221 231

157

173

203

242

— 10 10 — 12 11

261 102 100 309 123 120

10

10

14

18

23

28

34

14

53

68

87

108

136

168

178

215

262

Gewichtstabelle für Wassertöpfe.

Ge-

11

14

18

21

23

28

33

45

50

66

75

100

115

130

165

210

Rohr- Lichter Lichte Ge-

Rohr- Lichter Lichte

weite I Durchm. Tiefe wicht weite Durchm. Tiefe wicht

mm

mm

mm

kg

mm

mm

mm

kg

40— 50 60— 80 90—150 175-225 250—300 325—400

235

260

315

390

500

650

325    50    425—500

o o o © © © o © © © ©

00 00 Ol O ^ (N

Mannesmann-Muffenstahlrohre.

Die Rohre sind nahtlos aus bestem Stahl (Bruchfestigkeit 55 — 65 kg pro qmm) gewalzt. Die Muffen werden entweder aus dem Rohre selbst oder durch einen heifsaufgezogenen Ring verstärkt hergestellt.

Rohrlängen 7 m und mehr.

Rostschutz durch Heifsasphaltieren und Umhüllung mit asphaltierter Jute.

Dimensionen der Mannesmann rohre.

Lichte

Weite

D mm

Wand

stärke

ô mm

Muffe innerer Durchm D₁ mm

Dichtungs

fuge

/ mm

Muffen

tiefe

t mm

Ge-

wicht

pro m kg

40

50

60

60

7t

81

70

81

7,5

85

3,85

80

91,5

102

7,5

88

4,9

7,5

90

5,5

90

7,5

92

6,5

112,5

7,5

94

8,6

123

148

7,5

97

10,5

175

174

7,5

100

11,6

200

225

200

227

7,5

7,5

103

106

14,—

19,-

250

254

110

25,5

282

8,5

110

113

30,— 40,-53,—

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KRAKOW

Gesundheit»'-Ingenieur.

Zeitschrift

für die gesamte Städtehygiene.

Herausgegeben von

E. v. Boehmer, Regierungsrat im Kaiserlichen Patentamt zu Berlin, Prof. Dr. Dunbar, Direktor des Staatl. Hygien Instituts zu Hamburg, Hermann Harder, Regierungsrat im Kaiserl. Patentamt zu Berlin, Prof. Proskauer, Geheim. Regierungsrat, Vorstand der Chem. Abt. des Kgl. Instituts für Infektionskrankheiten, Berlin-Charlottenburg.

Jährlich 52 Hefte. Preis M. 20.—.

Das Programm des »Gesundheits-Ingenieurs«, Zeitschrift für die gesamte Städtehygiene, umfafst die Gebiete: Wasserversorgung und alle mit ihr verknüpften Aufgaben, die Städtereinigung einschliefslich des Kanal isat ions -wesens, Ab was s er b e s e i tig ung und -reinigung, die ganze Strafsenhygiene, das Abdeckerei we se n und Leichen wesen, die Fragen der Volksernährung und Nahrungsmittelkontrolle einschliefslich des Schlachthauswesens, alle Fragen der Wohnungsbauhygiene und B au p oli z ei, Lüftung, Heizung, Beleuchtung, Rauchplage, Bäder, Krankenhauswes en , Armenversorgung, Gefängniswesen, die Fragen der Schulhygiene und des öffentlichen Kinderschutzes, des Schutzes gegen Seuchen einschliefslich Desinfektion, der Gewerbehygiene und des Feuerlöschwesens sowie noch manche andere in das Gebiet der Städtehygiene fallenden Fragen.__

Probenummer gratis und franko.

Warmwasserbereitungsaniagen und Badeein-riclitungen. Leitfaden zum Berechnen und Entwerfen von Warmwasserbereitungs- und Verteilu ng sanlagen, öffentlichen Badeanstalten, Bädern in Wohn- und Krankenhäusern, von Militär-, Arbeiter- u. Schulbädern. Bearbeitet für Architekten, Ingenieure, Techniker und Installateure von Holger Roose, Ingen. (Oldenbourgs Techn. Handbibi. Band V.) XII u 280 Seiten, 8°, mit 87 Textabb. In Leinw. geb. Preis M 7.—.

ver-

Über Luft und Lüftung der Wohnung und

wandte Fragen. Von Ph. Oelimeke, Regierungs- und Baurat a. D. 85 Seiten. 8°. Preis M. —.(50.

LeitfadenderHygienefürTechniker,Verwaltungsbeamte und Studierende dieser Fächer. Von Prof. H. Clxr. Nußbauni in Hannover. XI und 601 Seiten, gr. 8°. Mit 110 Textabbildungen. In Leinwand geb. Preis M. 1(5.—.

Es ist bemerkenswert, daß es in unserer an hygienischen Hand-und Lehrbüchern so reichen Zeit bisher noch an einem Werk gefehlt hat, welches den Studierenden der technischen Hochschulen speziell zu einem Führer auf hygienischem Gebiet zu sein bestimmt war, und es ist deshalb schon aus diesem Grunde mit Freuden zu begrüßen, daß nunmehr in dem Nußbaumschen Leitfaden ein solches Werk vorliegt. Daß Nußbaum zum Verfassen desselben der Berufensten einer war, wird a priori wohl allseitig zugegeben werden, hat er doch in zahlreichen Schriften gezeigt, daß er das Fach gründlich beherrscht und es fruchtbringend weiter auszugestalten vermag.

Hygienische Rundschau.

Wie baut und betreibt man Kleinbahnen?

Auf Veranlassung des Königlich Preußischen Ministers der öffentlichen Arbeiten

verfaßt von

0. Bandekow,

Eisenbahn-Bau-und Betriebsinspektor a. D.

A. Himbeck,

Regierungsbaumeister a D.

und

Direktoren der Aktiengesellschaft Osthavelländische Kreisbahnen zu Berlin.

Preis M. 2.—.

Mit 2 Figuren.

Die Schrift ist im besonderen für Nichtfachleute bestimmt, die sich mit Kleinbahnfragen zu befassen haben, und gibt diesen eine übersichtliche Darstellung der in Betiacht kommenden gesetzlichen und administrativen Bestimmungen, sowie der wichtigsten technischen Gesichtspunkte, deren Kenntnis auch für den Laien von Bedeutung ist. Die Schrift dient namentlich den Vertretern von Kreisen und Gemeinden als ein zuverlässiger Wegweiser in allen Fragen des Kleinbahnwesens.

3o.t>o

Die städtische Wasserversorgung im Deutschen

Reiche und einigen Nachbarländern. Auf Anregung des Deutschen Vereins von Gas- und Wasserfachmännern bearbeitet von E. Erahn, Zivilingenieur. 2 Bände. 4°. Preis geh. M. 67.—. Aus diesem Werke kann apart bezogen werden: Erster Band: Preußen. 560 Seiten groß 4° mit ca. 900 Tabellen. Preis in Leinwand geb. M. 26.—. Zweiter Band, erstes Heft: Bayern. 224 Seiten groß 4U mit 81 Tabellen. Preis broschiert M. 10.—. Zweiter Band, zweites Heft: Die Staaten des Deutschen Reiches außer Preußen und Bayern. Preis broschiert M. 28.50. Preis des zweiten Bandes kompl. (Die Staaten des Deutschen Reiches außer Preußen) geb. M. 41.—.

Kgl. Bayer. Wasserversorgungsbureau. Geschäftsbericht für das Jahr 1002. Mit einer Übersicht über die 25jälirige Tätigkeit. 134 S. 4°. Mit 15 Lichtdrucktafeln und 1 Karte. Preis M. 20.—. Für das Jahr 1903: 70 S. 4°. Preis M. 3.50. — Für das Jahr 1904: 76 S. 4°. Preis M. 3.50.

Graphische Rohrbestimmungs-Methode mrwasser-heizungs-Anlagen. Von W. Schweer. 4°. Mit 8 lithograph. Tafeln und 1 Streckenteiler. In Leinwand geb. Preis M. 9.—.

Die Grundlage der vorliegenden Rohrbestimmungs-Methode bildet die von Herrn Regierungsrat Prof. Rietschel aufgestellte und allgemein anerkannte Druckböhengleichung; der Verfasser hat sich die Aufgabe gestellt, die Gleichung für den praktischen Gebrauch am Zeichentisch möglichst bequem nutzbar zu machen und eine weitere Verbesserung der Anlagen unter gleichzeitiger Verminderung des Herstellungspreises herbeizuführen. Das elegant ausgestattete Buch wird den Heizungstechnikern höchst willkommen sein, da es eine fühlbare Lücke in der einschlägigen Literatur in vorzüglicher Weise beseitigt. Der Gastechniker.

Kosten der Betriebskräfte bei I—24 ständiger

Arbeitszeit täglich und unter Berücksichtigung des Aufwandes für die Heizung. Für Betriebsleiter, Fabrikanten etc. sowie zum Handgebrauch von Ingenieuren und Architekten von Otto Marr, Ingenieur. 83 Seiten, gr. 8°. Preis M. 2.50.

Wohl jedem, der eine neue Betriebskraft einzurichten hat, drängt sich die Frage auf, was wird dieselbe jährlich kosten, und welchen Motor wähle ich am besten ? Die vorliegende Schrift sucht diese Frage in umfassendster Weise zu beantworten. Sie gibt in etwa 100 Tabellen die fraglichen Beträge für Dampfmaschinen und Gasmotoren aller Art, bei den verschiedensten Brennstoff- und Gaspreisen, und bei allen vorkommenden Betriebszeiten, so daß es jedem verhältnismäßig leicht gemacht ist, sich selbst ein Bild über die Rentabilität und Zweckmäßigkeit der ihm vorgeschlagenen Krafterzeugungsanlage zu machen, zumal der Verfasser sich augenscheinlich der größten Unparteilichkeit befleißigt hat. Einen Hauptwert verleihen dem Buche jedoch die angefügten Beispiele aus der Praxis, welche zeigen, daß die Betriebskosten überall dort, wo die Beheizung der Gebäude mit zu bewirken ist, außerordentlich durch die Beschaffung des dazu nötigen Dampfes etc. beeinflußt werden, was für die Auswahl des passenden Motors von großer Wichtigkeit ist. Die Schrift kann jedem, der mit Kraftanlagen zu tun hat, bestens empfohlen werden. Dinglers polytechnisches Journal.

S-96

„Schnellbetrieb“

Erhöhung der Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit der Maschinenbetriebe.

Von

Dr. A. Itiedler,

Königl. Geheimer Regierungsrat und Professor.

5 Hefte:

Maschinentechnische Neuerungen im Dienste der

städt. Schwemmkanalisationen und Fabrik - Entwässerungen. Mit 79 Textabbildungen. Preis Mi. 2.—.

Neuere Wasserwerks-Pumpmaschinen für städtische

Wasservei’sorguugs-Anlagen und Pumpinascliinen für Fabrik- und landwirtschaftliche Betriebe. Mit 319 Textabbildungen. Preis M. 4.—.

Neuere unterirdische Wasserhaltungs-Maschinen für

Bergwerke und Press-Pumpmascliinen zur Erzeugung von Kraftwasser fiir hydraulische Kraftübertragung. Mit

194 Textabbildungen. Preis M. 4. — .

Expreßpumpen mit unmittelbarem elektrischen Antrieb.

Vergleiche zwischen Expreßpumpen und gewöhnlichen Pumpen und Expreßpumpen mit unmittelbarem Antrieb durch Dampfmaschinen. Mit 17fi Textabbild. Preis M. 4.—.

Kompressoren. Neuere Maschinen zur Verdichtung

von Luft und Glas. Express-Kompressoren mit rückläufigen Druckventilen und Gebläse-Maschinen für Hochöfen und Stahlwerke. Mit 274 Textabbildungen. Preis M. 4.—.

Die Gruppenwasserwerke

in der Provinz Rheinhessen.

Von

B. v. Boehmer,

Großh. Baurat und Vorstand der Großh. Kulturinspektion Mainz.

Heft I.

Mit einer Übersichtskarte, 4 Tafeln und 13 Abbildungen. Preis M. 2.50.

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Biblioteka Politechniki Krakowskiej

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