Wasserbau

Wasserbau I ETH Zürich, Wissenfragen. Gemacht: HS15, FS15, HS14, FS14, HS13, FS13 TODO: HS12 FS12

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Set of flashcards Details

Flashcards 90
Students 15
Language Deutsch
Category Physics
Level University
Created / Updated 14.08.2016 / 12.11.2022
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Nennen Sie 2 wesentliche Nutzen und 2 nachteilige Auswirkungen von Talsperren. (2 P)

Nutzen: Energiegewinnung, Bereitstellung von Trink- und Brauchwasser, Bewässerung, Hochwasserschutz, Niedrigwassererhöhung, Freizeit/Tourismus, Fischerei

Nachteile: Überschwemmungen von Talgebieten, Umsiedlung von Talbewohnern, Änderung des Abflussregimes (Restwasser, Schwall/Sunk, Stauraumverlandung, Erosion etc.), Temperaturschichtung, Unterbruch des Fliessgewässerkontinuums.

Abbildung. 1.4 zeigt einen Abschnitt aus dem hydrologischen Jahrbuch der Schweiz. Bezeichnen Sie in der Abbildung die durchgezogene und die gestrichelte Linien. (1 P)

  • Gestrichelte Linie: Dauerlinie der Tagesmittel

  • Durchgezogene Linie: Ganglinie der Tagesmittel

Wie gross ist die Druckstossgeschwindigkeit in einem Leitungsstück? (0.25 P)

1000-1500 m/s

Ab welchem Mindestgefälle können Fallrechenfassungen eingesetzt werden? (0.5 P)

5% - 10%

Nennen Sie 2 bauliche Massnahmen um einen Wechselsprung in einem Tosbecken zu fixieren. (1 P)

  1. Absenken der Tosbeckensohle
  2. Störkörper einbauen

Geben Sie die Froudezahl für die Strömung in einem Rechteckprofil an. (0.5 P)

lol

Wofür wird ein Geophon im Wasserbau eingesetzt? (0.5 P)

Geschiebemessung

Nennen Sie zwei Nachteile von Heberwehren. (0.5 P)

  1. Plötzliches Anspringen

  2. Verstopfungsgefahr

Wie setzen sich die Anlagekosten einer Wasserkraftanlage zusammen? (1 P) 2

Summe aus Baukosten und allgemeinen Kosten

Nennen Sie 2 Methoden um die Korngrössenverteilung einer Flusssohle zu bestimmen. (1 P)

  1. Linienprobe

  2. Volumenprobe

  3. BASEGRAIN

Nennen Sie eine Situation, in der eine Stahlpanzerung eines Druckstollens unumgänglich ist. (0.5 P)

Absolute Dichtigkeit gefordert

Warum ist die Kenntnis des maximalen Aufschwunges in einem Wasserschloss wichtig? (0.5 P)

Kein Auslaufen von Wasser beim höchsten Aufschwung -> Bemessung der Wasserschloss Höhe

Warum ist die Bildung von Einlaufwirbeln an Wasserkraftanlagen nicht erwünscht? Begründen Sie kurz. (1 P)

  • Lufteintrag , reduziert den Wirkungsgrad
  • Geschwemmseleintrag, führt zu Schäden, Abrasion

Ab welcher Fallhöhe wird ein Wirbelfallschacht zur Überwindung von Niveauunterschieden eingesetzt? (0.5 P)

5 bis 10 m

Was ist ein typischer Grenzkorndurchmesser dGr für die Auslegung eines Sandfangs nach einer Triebwasserfassung? (0.5 P)

0.2 bis 0.3 mm

Nennen Sie einen Vorteil und einen Nachteil von Dämmen mit natürlichem Kern. (1 P)

Vorteil: Unempfindlichkeit gegen Setzungen des Untergrunds, kein Aushub bis zum Fels notwendig, gut bei Erdbebenlasten

Nachteil: Bau ist witterungsabhängig

Benennen Sie die 2 abgebildeten Schützentypen. (0.5 P)

Nennen Sie 2 Versagensmechanismen von Blockrampen. (1 P)

  • Direkte Erosion durch die Strömung
  • Kolk am Rampenfus
  • innere Erosion

Die Fassung eines Kraftwerkes wird in einer Kurve gebaut. Sollte die Fassung eher auf der Innenseite oder der Aussenseite der Kurve angeordnet sein? Begründen Sie kurz. (1 P)

Aussenseite: benutzen des Umlenkeffekts

Was passiert, wenn der Strömungsdruck unter den Dampfdruck sinkt? (0.5 P)

Kavitation

Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit der Joukowski-Stoss auftritt? (0.5 P)

Regelzeit kleiner als die Reflexionszeit

Nennen Sie 2 wesentliche Zwecke und 2 nachteilige Auswirkungen von Wehren. (2 P)

Zwecke:

Energieerzeugung (Konzentration des Gefälles, Ermöglichung von Fassungen, Speicherung in geringem Umfang), Wasserversorgung (Erhöhung Grundwasserspiegel) Binnenschifffahrt (Vergrösserung der Wassertiefe, Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit) etc.

Nachteile:

Anhebung Grundwasserspiegel, Störung des Fliesskontinuum (Feststoffe, Fische), Änderung der Flusscharakteristik, Reduktion der Abbauvorgänge organischer Stoffe etc.

Schlagen Sie für die dargestellte Hochdruckanlage einen Turbinentyp vor. (1 P)

Francisturbine (da UW-Stollen unter Druck)

Ergänzen Sie die Ordinate des Leistungsplanes mit den richtigen Variablen (inkl. Einheiten), beschriften Sie die Kurven und markieren Sie in der Abbildung das Regelarbeitsvermögen Ea. (2 P)

Welchen Vorteil hat die scharfkantige Schützenlippe? Welches Problem wird damit vermieden? (1 P)

Klare Ablösung, d.h. Ablösungsstrahl pendelt nicht => Schwingungen werden verhindert.

Nennen Sie 2 Turbinentypen, die für Hochdruckanlagen geeignet sind. (1 P)

  • Francisturbine
  • Peltonturbine

Benennen Sie die 2 abgebildeten Talsperrentypen. (1 P)

Was ist die maximale relative Wassertiefe in Kanälen mit geschlossenem Querschnitt, um ein plötzliches Zuschlagen (Übergang von Freispiegel- zu Druckabfluss) zu vermeiden? (0.5 P)

h = 0.75-0.80 . H

Nennen Sie 1 Vorteil und 1 Nachteil der aktiven Vorspannung der Betonauskleidung in einem Stollen. (1 P)

Vorteil: keine Gefahr des Beulens, Spannkabel einfacher transportierbar als Stahlschüsse, Spannbeton erholt sich bei Überbelastung und temporäre Risse schliessen sich wieder, Spannkabel können bei ändernder Geologie flexibler eingesetzt werden.

Nachteil: VorspannungkannimLaufederZeitnachlassen;Kosten

Nennen Sie 2 positive Auswirkungen eines Wasserschlosses. (1 P)

  • Vorteile bei der Turbinenregelung

  • Unterbrechung der Druckstoss- Fortpflanzung in den Druckstollen

  • Reduktion der Druckstoss-Fortpflanzung im Druckschacht

Nennen Sie 3 Bedingungen, die bei der Einlaufgestaltung einer Fassung (Seewasserentnahme) beachtet werden müssen. (1.5 P)

  •   v=1m/s

  •   keine Unterdrücke (Kavitation)

  •   keine abrupten Druckänderungen

  •   keine Wirbelbildung

  •   Eintrittsquerschnitt wirtschaftlich gestalten

Skizzieren Sie die Flusssohlenveränderung oberhalb eines Fixpunktes ausgehend von einem Gleichgewichtszustand bei a) Erosion und b) Auflandung. (1 P)

Kreuzen Sie die Objektkategorien an, für welche das HQ100 als Schutzziel massgebend ist. (1 P)

Mit welchem Diagramm kann der Widerstandsbeiwert λ ermittelt werden. (0.5 P)

Moody-Diagramm

Was kann bei einer Serien- bzw. Parallelschaltung von Pumpen vergrössert werden? (1 P)

  • Serienschaltung: Förderhöhe

  • Parallelschaltung: Förderstrom

Beschreiben Sie 2 Aspekte der Bauweise von Überdruckturbinen. (1 P)

  •   Turbinenlaufrad vollständig durchströmt

  •   Turbinenlaufrad taucht vollkommen ins Unterwasser (Gegendruck)

  •   Druckhöhe wird teilweise in Geschwindigkeitshöhe umgesetzt

  •   Druckabfall innerhalb des Laufrades

Skizzieren Sie die Kapitalwertentwicklung einer Wasserkraftanlage und zeichnen Sie die Investitionsrückgabedauer „payback period“ sowie die Investitionsphase ein. (2 P)