Kanalquerschnitte

Der Begriff Kanalquerschnitt bezeichnet die geometrische Form des Querschnitts eines Kanals, einer Rohrleitung oder eines offenen Abflusskanals, durch den Flüssigkeiten fließen. Er bestimmt die maximale Durchflusskapazität, die Strömungsgeschwindigkeit und die hydraulische Tragfähigkeit des Bauwerks. Kanalquerschnitte treten typischerweise in verschiedenen Formen auf, darunter kreisförmig (Rohre), rechteckig (offene Kanäle oder Rohre mit rechteckigem Querschnitt), trapezförmig (mit seitlichen Böschungen), U-förmig, V-förmig oder unregelmäßig.

Wichtige Größen sind die Querschnittsfläche A, der benetzte Umfang P und daraus der hydraulische Radius R_h = A/P. Für offene Kanäle spielen außerdem die Wasserstandshöhe y, die Oberbreite B und die Bodenseite b eine Rolle. Der Durchfluss ergibt sich aus Q = v·A; die Strömungsgeschwindigkeit wird häufig über hydraulische Modelle bestimmt, etwa die Manning-Gleichung v = (1/n)·R_h^(2/3)·S^(1/2), wobei n die Rauheit und S das Gefälle ist.

In der Praxis dient der Kanalquerschnitt der Auslegung von Tragfähigkeit, Sedimentation und Betriebspunkten. Unterschiedliche Geometrien beeinflussen A, P und damit den hydraulischen Radius. Übergänge, Böschungen und Instandhaltungselemente wie Wehre oder Sohlplatten können Details der Querschnittsform ändern.

Die Bestimmung erfolgt durch Profilausschnitte aus Vermessungen oder Bauplänen; üblicherweise werden A, P, B, b, y und weitere Parameter dokumentiert. Baurechtliche Normen und Richtlinien der Wasserwirtschaft geben Formate, Bezeichnungen und Annahmen vor.

Kanalquerschnitte finden Anwendung in geschlossenen Rohrleitungen ebenso wie in offenen Durchlässen und sind zentrale Elemente der hydraulischen Planung von Abwasser-, Regenwasser- und Bewässerungssystemen.