Abflusskapazitätsrechner
Dieser Rechner schätzt die Schwerkraft-Abflusskapazität eines vollständig gefüllten Kreisrohrs. Er verwendet den Rohrinnendurchmesser in Zoll, das Längsgefälle in Prozent und einen Manning-Rauheitsbeiwert n und gibt das Ergebnis in U.S.-Gallonen pro Minute (GPM) aus.
Es handelt sich um eine hydraulische Überschlagsrechnung, nicht um eine Tabelle zur Dimensionierung nach Sanitärvorschriften. Stellen Sie sicher, dass der eingegebene Durchmesser der tatsächliche hydraulische Innendurchmesser ist und dass der gewählte Rauheitsbeiwert den eingebauten Rohrzustand repräsentiert.
Formel
Die U.S. Federal Highway Administration gibt die Form für das vollgefüllte Kreisrohr wie folgt an:
Q = 53,01 × D^(8/3) × S^(1/2) ÷ n
Dabei ist Q der Abfluss in Kubikfuß pro Tag, D der Durchmesser in Zoll, S das Gefälle in ft/ft und n der Manning-Rauheitsbeiwert. Der Rechner wandelt ein in Prozent eingegebenes Gefälle durch Division durch 100 in ft/ft um und rechnet anschließend Kubikfuß pro Tag in GPM um.
Durchmesser und n müssen positiv sein. Ein Gefälle von null ergibt eine ideale Schwerkraftkapazität von null; ein negatives Gefälle ist für dieses richtungsgebundene Modell ungültig.
Durchgerechnetes Beispiel
Für ein 4-Zoll-Glattrohr bei einem Gefälle von 1% mit n = 0,012:
S = 1 ÷ 100 = 0,01 ft/ft
Das Manning-Ergebnis beträgt etwa 17.810 ft³/Tag. Die Umrechnung der Einheiten ergibt ungefähr 92,5 GPM. Geringfügige Abweichungen können durch gerundete Konstanten entstehen.
Kurz gesagt: Dieses 4-Zoll-Rohr bei 1% Gefälle mit n = 0,012 hat eine geschätzte Vollfüllungskapazität von 92,5 GPM.
Was das Ergebnis bedeutet
Das Ergebnis ist die idealisierte Gleichförmigkeits-Abflusskapazität, wenn der kreisförmige Querschnitt unter dem angenommenen Gefälle und Widerstand vollständig gefüllt fließt. Ein größerer Durchmesser hat einen starken Effekt, da er mit 8/3 potenziert wird. Ein höherer Rauheitsbeiwert senkt die Schätzung, während ein steileres Gefälle sie gemäß der Quadratwurzel erhöht.
Der Wert ist nicht die Regenmenge, die ein Standort sicher aufnehmen kann. Einzugsgebietsfläche, Niederschlagsintensität, Einlaufvermögen, Rückhaltung, Unterliegersteuerung und zulässiger Überstau müssen gesondert bewertet werden.
Genauigkeit und Grenzen
Die Manning-Gleichung setzt stationäres, gleichförmiges, schwerkraftgetriebenes Freispiegelverhalten voraus. Ein vollständig gefülltes Rohr kann stattdessen unter Druck stehen; in diesem Fall können Energieverluste, Randbedingungen und ein Druckströmungsmodell besser geeignet sein. Der Rechner modelliert keine Teilfüllung, Ein- oder Austrittsverluste, Bögen, Verzweigungen, Unterwasserstände, Sedimente, Verstopfungen, Alterung, Lufteintrag oder Rückstau.
Veröffentlichte n-Werte sind Schätzungen, und der eingebaute Zustand kann davon abweichen. Örtliche Sanitär-, Regenwasser-, Straßen- und Umweltvorschriften können Mindestabmessungen, Bemessungsregen, Füllungsgrade, Geschwindigkeiten und Sicherheitsfaktoren vorschreiben. Eine qualifizierte Fachkraft muss den maßgeblichen Code und das Gesamtsystem vor der Ausführung prüfen.
Quellen
- FHWA Geotechnical Engineering Circular, Chapter 7 — Gleichung für das vollgefüllte Kreisrohr, Variablendefinitionen und Beispiel-Rauheitswerte.
- FHWA Hydraulic Design of Safe Bridges — allgemeine Manning-Abflussgleichung und der U.S.-customary-Umrechnungsfaktor.
Redaktioneller Nachweis
Verfasst und formelgeprüft vom Redaktionsteam von SoupCalc. Das 4-Zoll-FHWA-Beispiel, das Verhalten bei Nullgefälle, die Rauheitsvalidierung und die Einheitenumrechnung wurden unabhängig getestet.
Letzte Überprüfung: 11. August 2026. Diese Seite ist bis zum Abschluss aller freigegebenen Lokalisierungen nicht für die Indexierung und Werbung freigegeben.