Berechnen
Sie mittels einer eindimensionalen stationären Grabenströmung die Lage der
freien Oberfläche in Abhängigkeit von x, den Abfluss aus dem Oberwasser
und den Zufluss zum Unterwasser.
Verwenden Sie dabei fünf
Quantisierungselemente.
Hier finden Sie die Lösung für die Aufgabe 1
Berechnen
Sie mittels einer eindimensionalen instationären Grabenströmung die Lage
der freien Oberfläche in Abhängigkeit von x und t (0 bis 100 d), den Abfluss
aus dem Oberwasser und den Zufluss zum Unterwasser.
Verwenden Sie dabei fünf
Ortsquantisierungselemente und 10 Zeitschritte.
Wählen Sie die
Zeitschrittgröße entsprechend dem zu erwartenden Gradienten.
Hier finden Sie die Lösung für die Aufgabe 2
3.
In einem Grundwasserleiter soll ein Tunnel (U-Bahn) parallel zu einem
Fluss eingebaut werden. Berechnen Sie, zu welchen Grundwasserstandsänderungen
es für den stationären Fall durch diesen Einbau kommt.
Wählen Sie dazu ein
geeignetes grobes Quantisierungsschema.
In einer Flussniederung soll mittels eines Deichbauwerkes das Poldergebiet vor Hochwasser geschützt werden. (entsprechend vereinfachtem Schema)
a) Entwickeln Sie ein einfaches Quantisierungsschema zur Abschätzung der Grundwasserströmungsprozesse.
b) Wie viel Wasser fließt pro Meter Deichlänge in das Poldergebiet?
Deich:
k = 10-4 m/s, n0 = 0,15, S0 = 0,002m-1;
Dichtungsmaterial k = 10-5 m/s; n0 = 0,05; S0 = 0,001m-1
Für ein Uferfiltratswasserwerk (siehe Skizze) mit parallelem Strömungsregime ist ein numerisches Grundwasserströmungsmodell aufzubauen. Der Fluss soll dabei als idealisierte Randbedingung berücksichtigt werden.
k
= 10-3 m/s; hFl = 15 m; zR0 = 15 m; S = 0,25;
= 50 l/s; q = 0,001 l/(s m2);
b = 100 m
kKolm
= 5 10-5 m/s; MKolm = 1 m;
a)
Wählen Sie ein geeignetes vereinfachtes Quantisierungsschema mit maximal
5 Elementen, damit
der Wasserstand am Pegel P für den stationären Fall möglichst
genau berechnet wird.
c) Berechnen Sie die hydraulischen Leitwerte für den Strömungsanteil.
d) Wie verändern sich das Gleichungssystem und das Ergebnis, wenn der Fluss nicht idealisiert wird, sondern die Unvollkommenheit und eine Kolmation berücksichtigt wird? Skizzieren Sie den Lösungsansatz und schätzen Sie das Ergebnis grob ab.