Wasserwirtschaft - Universität Siegen

Universität Siegen * Forschungsstelle Wasserwirtschaft und Umwelt * Fachbereich 10 

Prof. Dr.-Ing. Gerd Förch * LG Wasserwirtschaft, Bodenkunde, Bodenschutz & 

Wasserversorgung 

Klausur Wasserwirtschaft 1 Name: .......................................... 

DPO 2004 (10.3.2008) Matr.-Nr.:..................................... 

Bitte lösen Sie folgende Aufgaben und beantworten Sie alle Fragen. Als Hilfsmittel 

zugelassen sind ausschließlich Tabellenwerke wie Betonkalender, Wendehorst, 

Schneider. 

Die Punkthöchstzahl ist 100, die Klausur wird mit mindestens 40 Punkten 

bestanden. In der Klausur ist ein Aufgabenüberhang gegeben. 

Geben Sie alle schriftlichen Ausarbeitungen, Notizen etc. mit ihrem Namen 

versehen ab. 

1. Aufgabe (Klima) 20 

a) Was ist der Unterschied zwischen Wetter, Witterung und Klima? Nennen Sie drei 

Klimafaktoren! (3) 

b) Welche Skalen des Klimas unterscheidet man und worauf beziehen sie sich? (3) 

c) Beschreiben Sie die zwei folgenden Walterdiagramme von Jerbogatschen und 

Bilma und ordnen Sie diese den entsprechenden Klimazonen nach Köppen zu 

(nur Hauptklimazone). Hinweis: Der Niederschlag ist als Fläche dargestellt, der 

Temperaturverlauf als Linie! (8) 

d) Welche Temperatur hat ein Föhn (trockener warmer Fallwind), nachdem die 

Luftmassen ein Gebirge von 3000 m überquert haben (siehe Skizze)? Wir nehmen 

an, dass die 15 °C warmen Luftmassen auf der Westseite des Gebirges von 

100 m Höhe ausgehend aufsteigen und auf der Ostseite bis auf 200 m Höhe 

abfallen. Die Kondensationsniveaus sind in der folgenden Abbildung 

eingezeichnet. (4) 

Zu Beachten sind hier, zum einen eine trockenadiabatische sowie eine 

feuchtadiabatische Abkühlung und zum anderen eine feuchtadiabatische sowie 

eine trockenadiabatische Erwärmung. 

1





DPO 2004 (10.3.2008) Matr.-Nr.:..................................... 

feuchtadiabatisch 

trockenadiabatisch 

e) Welchen Prozessen unterliegt die einfallende kurzwellige Strahlung bei ihrem Weg 

durch die Erdatmosphäre? Welcher Strahlungsanteil wird vor allem geschwächt? (2) 

2. Aufgabe (Abfluss-Statistik) 18 

a) Was ist ein HQ100? (1) 

b) Gegeben ist die statistische Auswertung von 20 Hochwasserereignissen. 

Berechnen Sie die statistischen Parameter „Mittelwert“ und „Median“! Erklären Sie 

die Unterschiede der Ergebnisse im Hinblick auf den Einfluss von einzelnen 

Extremereignissen! (3) 

c) Was ist der Modalwert und wie kann er graphisch bestimmt werden? (2) 

d) Ermitteln Sie den Abfluss für ein HQ50 unter Annahme einer Gauß- 

Normalverteilung mittels Verwendung eines Wahrscheinlichkeitsnetzes! 

Diskutieren Sie das Ergebnis! (8) 

e) Berechnen Sie das obere und untere Quantil der Zeitreihe! (2) 

f) Wie groß ist das stochastische Risiko, dass der Abfluss HQ=700 m³/s in der 

angenommen Funktionsdauer von 20 Jahren einmal erreicht oder überschritten 

wird? (1) 

g) Wie wirkt sich ein größerer Stichprobenumfang auf die Größe des 

Variationskoeffizienten und den Einfluss von Extremereignissen wie im Jahr 1998 

aus? (1) 

2





DPO 2004 (10.3.2008) Matr.-Nr.:..................................... 

3a. Aufgabe (Hydrologie) 12 

a) Was ist der Unterschied zwischen aktuelle Evaporation und potentieller Evaporation? 

Wie kann man die Verdunstung direkt messen (2 Methoden) (2) 

b) Nennen Sie die Größen des Wasserhaushaltes! (4) 

c) Wie unterscheidet sich ein mit Laubmischwald bewachsenes Einzugsgebiet von einem 

überwiegend versiegelten Einzugsgebiet im Abflussverhalten bei einem kurzen 

Niederschlagsereignis? (4) 

d) Nennen Sie zwei Methoden zur räumlichen Interpolation von stationären 

Niederschlagsmessungen! (2) 

3b. Aufgabe (GW Hydrologie) 10 

Es ist ein Niederschlagsereignis für ein Gewässer „X“ gegeben. Der Abflussbeiwert ergab 

sich für das Einzugsgebiet zu 0,4. Das Gewässer hat einen Basisabfluss von 5m 3 /s. Mit 

der vorgegebenen Einheitsganglinie soll die aus dem Niederschlagsereignis (16:00 – 

17:30) resultierende Abflussganglinie für den Gesamtabfluss des Gewässers ermittelt 

werden. Bei der Ermittlung des effektiven Niederschlags ist von einer konstanten 

Verlustrate auszugehen. 

14:00 15:00 16:00 

Niederschlagsverteilung 

17:00 18:00 19:00 

Daten zur Einheitsganglinie für das Einzugsgebiet des Gewässers 

Die zur Berechnung vorbereitete Tabelle finden sie im Anhang zu dieser Klausur 

10 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

t (Min.) 0 30 60 90 120 

u [m3/(s· mm) 0 1,5 0,8 0,3 0 

3





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4a. Aufgabe (GW Hydrologie/Wasserversorgung) 10 

a) Welche drei wesentlichen Arbeitsbereiche werden bei der Instandhaltung von 

Wasserversorgungsanlagen unterschieden 1,5 

b) Welche Methoden beinhalte die Instandhaltungsstrategie 1,5 

c) Sie planen die Verlegung einer Hausanschlussleitung, was ist zu beachten? 2,5 

d) Was ist an Hoch- und Tiefpunkten von Wasserleitungen vorzusehen und wieso? 

2 

e) Was versteht man unter der organoleptische Prüfung und was beinhaltet diese? 

2,5 

4b. Aufgabe (GW Hydrologie/ Wasserversorgung) 10 

Gegeben ist ein Grundwasserleiter (Aquifer) aus folgendem Bodenprofil: 

Höhe unter Gelände (m) Hydraulische Leitfähigkeit (m/s) Brunnenwasserstand im 

Ruhezustand (m unter 

Gelände) 

0,00 – 4,00 0,0417 2,50 m 

4,00 – 9,00 0,0203 

9,00 – 11,00 0,0096 

11,00 – 15,50 0,00068 

15,50 – 20,00 0,00000000001 

Der Grundwasserleiter kann aus der Aufgabenstellung mit einer unendlich großen 

Ausdehnung angenommen werden. In den einzelnen Schichten sind homogene und 

isotrope Verhältnisse anzunehmen. Der Ruhewasserstand ist als horizontal anzusehen. 

Sickerwasser aus Niederschlägen bleibt unberücksichtigt. 

Die Tagesleistung des Vertikalbrunnens beträgt 5279 m 3 , bei einem Pumpenbetrieb des 

Brunnens von 12 Stunden. 

Wie groß ist die Ergiebigkeit des Brunnens in m 3 /s und wie groß ist bei dieser Ergiebigkeit 

die Absenkung „s“ im Brunnen. Der Durchmesser des Brunnens beträgt 0,40 m. 

4





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Aufgabe 5 (GW Hydrologie/Wasserversorgung) 20 

Im dargestellten Ringnetz einer Mittelstadt sollen die Durchflüsse und Druckhöhenverluste 

mit dem Verfahren nach Cross bestimmt werden. 

Gegeben: 

Integrale Rauheit: ki = 0,4 mm 

Mittl. Wasserverbrauch: w = 120 l / E x d 

Spitzenfaktoren gemäß Schneider BT 

Geodätische Höhen: Hgeo,A = 90 m 

Hgeo,B = 90 m 

Hgeo,C = 80 m 

Hgeo,D = 75 m 

Hgeo,E = 95 m 

Gesucht: 

60 l/s 

a) Ermitteln Sie die Druckhöhenverluste für das Leitungsnetz! 

Hinweis: 

Für die iterative Berechnung mit dem Crossverfahren ist der Strangdurchfluss ED 

in der ersten Schätzung mit 55 l/s anzunehmen! 

b) Welcher Druck muss am Punkt E vorgehalten werden, damit an allen 

Entnahmestellen ein Versorgungsdruck von 3 bar eingehalten wird. 

c) Wie viele Einwohner leben in etwa in der Mittelstadt? 

d) Beurteilen Sie die Wasserversorgung! Was würden Sie als kritisch einschätzen 

und welche Maßnahmen können Sie sich vorstellen? 

Viel Erfolg ! 

80 l/s 

DN 200 

l = 1.000 m 

A 

DN 250 

l = 1.250 m 

B 

E 

40 l/s 

DN 250 

l = 2.000 m 

DN 200 

l = 750 m 

DN 125 

l = 1.000 m 

C 

D 

40 l/s 

60 l/s 

5





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Tabellenblatt zur Aufgabe 2 

Jahr HQ [m³/s] Pu [%] Jahr HQ [m³/s] Pu[%] 

1979 1103 

1980 1430 

1981 1056 

1982 461 

1983 1539 

1984 160 

1985 658 

1986 997 

1987 798 

1988 1262 

1989 1802 

1990 903 

1991 1999 

1992 1196 

1993 1283 

1994 444 

1995 1641 

1996 713 

1997 764 

1998 10 

6





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Tabelle zur Aufgabe 3b 

Effektivniederschlag von … mm 

t u(i) u(i)*Neff1 u(i- u(i- Qdirekt Q Basis Qgesamt 

1)Neff2 2)Neff3 

[h] [m3/(s*mm) [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] 

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Universität Siegen * Forschungsinstitut Wasser und Umwelt * Fachbereich 10 

Prof. Dr.-Ing. Gerd Förch * FG Wasserwirtschaft 


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Schneider. 




versehen ab. 


a) Was ist Wind? (1) 

b) Nennen Sie die Schichten, die die Erdatmosphäre vertikal aufbauen! (4) 

c) Welchen Zusammenhang beschreibt die barometrische Höhenformel? (2) 

d) Was ist der Unterschied zwischen trocken- und feuchtadiabatischen Temperatur- 

änderungen? Wo kann man adiabatische Prozesse beobachten? (2) 

e) Nennen Sie vier Parameter, die ein Niederschlagsereignis charakterisieren? (4) 

f) Bei einem Normaldruck von 1013 hPa herrscht eine Lufttemperatur von 18°C. Der 

Dampfdruck der Luft beträgt 14,38 hPa, der Sättigungsdampfdruck beträgt 20,54 

hPa. Wie groß ist die relative Luftfeuchte? Wird es Regen geben? (2) 


Gegeben sind 11 Werte einer jährlichen Abflussmessung! 

1995 400 l/s 

1996 750 l/s 

1997 825 l/s 

1998 495 l/s 

1999 635 l/s 

2000 940 l/s 

2001 1.050 l/s 

2002 716 l/s 

2003 325 l/s 

2004 875 l/s 

2005 1.020 l/s 

a) Bestimmen Sie Mittel- und Medianwert und erläutern Sie den Unterschied! (5) 

b) Welche Schiefe weißt die Verteilung auf? (2) 

c) Bestimmen Sie mit beigefügter Tabelle das HQ 100! 

a. nach Gauss-Normalverteilung (3) 

b. nach Pearson Verteilung (3) 

1




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d) Welcher Wiederkehrzeit entspräche ein 2007 gemessener Abfluss von 1.250 l/s 

a. nach Gauss-Normalverteilung (3) 

b. nach Pearson Verteilung (3) 

e) Warum verwendet man anstelle der Gauss-Normalverteilung in der Wasserwirtschaft 

häufig die Pearsonverteilung? (2) 


a) Nennen Sie die sechs Wasserspeicher auf der Erde! Durch welche drei Prozesse 

kann Wasser von einem Wasserspeicher in einen anderen überführt werden? 

Nennen Sie die Wasserhaushaltsgleichung! (5) 

b) Wie lassen sich Flüsse nach ihrer Speisungsart gemäß dem System von 

Pardé klassifizieren? (4) 

c) Nennen Sie zwei Faktoren, die die unterschiedliche Form der 

Abflussganglinie für zwei Einzugsgebiete hervorrufen, wenn über beiden das 

gleiche Niederschlagsereignis eintritt. (2) 

d) Ist der Wassergehalt bei dem Permanenten Welkepunkt in einem Sandboden 

höher als in einem Tonboden? (1) 








Daten zur Einheitsganglinie für das Einzugsgebiet des Gewässers 

t (Min.) 0 30 60 90 120 

u [m3/(s· mm) 0 1,5 1,8 0,5 0 

2




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14:00 15:00 16:00 

17:00 18:00 19:00 


Die zur Berechnung vorbereitete Tabelle finden sie im Anhang zu dieser Klausur 


a) Welche Aufgabe haben Wasserschutzgebiete und wie ist ein Schutzgebiet 

gegliedert? (5) 

b) Sie müssen die Leitung der Wasser,- Strom- und Gasversorgung, der 

Telekommunikation sowie einen Schmutzwasserkanal im Gehweg neu verlegen. 

Wie könnte dies aussehen (Skizze)? (3) 

c) Bei Wasserversorgungsleitungen ist eine Dichtheitsprüfung durchzuführen. Wann 

darf eine Sichtprüfung mit Betriebsdruck erfolgen? (2) 



Höhe unter Gelände (m) Hydraulische Leitfähigkeit (m/s) Brunnenwasserstand im Ruhe- 

zustand (m unter Gelände) 

0,00 – 5,00 0,0437 3,00 m 

5,00 – 9,50 0,0215 

9,50 – 11,00 0,0106 

11,00 – 16,50 0,0019 

16,50 – 20,00 0,00000000001 







10 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

3




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die Absenkung „s“ im Brunnen? Der Durchmesser des Brunnens beträgt 0,50 m. 


Die Druckverhältnisse in dem dargestellten Wasserversorgungsnetz sind mit dem 

Verfahren nach CROSS zu ermitteln! 

Gegeben: Rauheit: ki = 0,4 mm 

Geländehöhen: 

A: Hgeo = 70 m B: Hgeo = 65 m 

C: Hgeo = 65 m D: Hgeo = 60 m 

Gesucht: 

a) Die Druckhöhenverluste (Cross-Verfahren, 2 Iterationsschritte) sind zu ermitteln! 

b) Welche Höhe muss ein Wasserturm im Punkt A besitzen, damit an jedem Punkt des 

Wasserversorgungsnetzes ein Versorgungsdruck von 3 bar eingehalten wird? 

Viel Erfolg ! 

A 

500 m 

DN 300 

400 m 

DN 250 

B 

300 m 

DN 80 

108 m³/h 

D 

72 m³/h 

600 m 

DN 125 

500 m 

DN 100 

C 

90 m³/h 

4




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Tabelle zur Aufgabe 3b 

Effektivniederschlag von … mm 

t u(i) u(i)*Neff1 u(i- u(i- Qdirekt QBasis Qgesamt 

1)Neff2 2)Neff3 

[h] [m3/(s*mm) [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] 

5




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Schneider. 




versehen ab. 


a) Die allgemeine atmosphärische Zirkulation wird durch verschiedene Rotationszellen 

beschrieben. Beschreiben und skizzieren sie diese. Welches sind die 

Ursachen für die Zirkulation. (10) 

b) Wann entsteht Wind und wovon ist die Windgeschwindigkeit abhängig. (3) 

c) Erklären sie den Unterschied zwischen konvektivem und advektivem Niederschlag 

und was versteht man unter einer erzwungenen Konvektion. (4) 

d) Ordnen sie die Albedowerte der folgenden Oberflächen in abnehmender 

Reihenfolge: Betondecke, frischer Schnee, schwarzer Körper. (3) 


a) Gegeben ist die statistische Auswertung von 15 Hochwasserereignissen. 

Berechnen Sie die statistischen Parameter „Mittelwert“ und „Median“! Erklären Sie 

die Unterschiede der Ergebnisse im Hinblick auf den Einfluss von einzelnen 

Extremereignissen! (4) 

2008 60 m 3 /s 2000 81 m 3 /s 

2007 83 m 3 /s 1999 66 m 3 /s 

2006 78 m 3 /s 1998 76 m 3 /s 

2005 63 m 3 /s 1997 84 m 3 /s 

2004 69 m 3 /s 1996 87 m 3 /s 

2003 74 m 3 /s 1995 71 m 3 /s 

2002 102 m 3 /s 1994 93 m 3 /s 

2001 89 m 3 /s 

b) Bestimmen sie die Standardabweichung und Varianz zu obiger Zeitreihe. (8) 

c) Wie groß ist das stochastische Risiko, dass der Abfluss HQ85 in der 

angenommenen Zeitreihe von 15 Jahren einmal erreicht oder überschritten wird? 

(4) 

d) Wie groß wäre ein extremes Hochwasser bei einer Wiederkehrzeit von 200 

Jahren. Begründen sie das Ergebnis. (4) 

1




DPO 2004 (16.3.2009) Matr.-Nr.:..................................... 


a) Grund- und Oberflächenwasser stehen in Zusammenhang. Worin besteht der 

Unterschied zwischen einem effluenten und einem influenten Strom und wo sind diese in 

der Regel zu finden. (4) 

b) Was versteht man unter Interflow? (2) 

c) In dem beigefügten Lageplan ist ein Pegel zur Abflussmessung dargestellt. Grenzen sie 

das Einzugsgebiet zum Pegel ab. (5) 

d) Zur räumlichen Interpolation von stationären Niederschlagsmessungen gibt es mehrere 

Methoden. Worin besteht der Unterschied zwischen der Interpolation nach Thiessen und 

der Inverse- Distanz- Interpolation (IDW). (4) 


Gegeben ist die nachfolgende Einheitsganglinie (Übertragungsfunktion) für einen 

Niederschlag von 1 Stunde Dauer (siehe Tabelle). Das Einzugsgebiet hat eine Fläche von 

40 km 2 . 

Das Bemessungshochwasser für ein Hochwasserrückhaltebecken resultiert aus einem 

Effektivregen von 25 mm in 5 Stunden. 

Wie hoch ist der Spitzenabfluss? 

Wie groß ist das notwendige Speichervolumen, wenn der Regelabfluss 2 m 3 /s nicht 

überschreiten darf? Der Basisabfluss bleibt unberücksichtigt. 

T (h) 0 1 2 3 4 5 6 

UH (m3/s mm) 0 3 4 2 1,5 0,5 0 

Die zur Berechnung vorbereitete Tabelle finden sie im Anhang zu dieser Klausur. 


a) Was versteht man unter Benchmarking in der Wasserversorgung? (4) 

b) Welche Netzarten bei der Wasserverteilung kennen sie und wo finden sie in der Regel 

ihre Anwendung? (4) 

c) Ein Einzugsgebiet hat eine Fläche von 35 km 2 , der mittlere Hochwasserabfluss ergibt 

sich zu 76m 3 /s, ferner ist ein MNQ von 4m 3 /s vorhanden. Der Abfluss von MNQ sollte 

nicht unterschritten werden. An dem Gewässer soll eine Entnahme beantragt werden. 

Wie viel Wasser kann dem Gewässer pro Tag mindestens entnommen werden? (4) 

d) In der Wasserversorgung gibt es verschiedene Arten von Wasserspeichern. Worin 

besteht der Unterschied zwischen einem Durchlaufbehälter und einem Gegenbehälter 

(evtl. mit Skizze)? (3) 

2




DPO 2004 (16.3.2009) Matr.-Nr.:..................................... 





Gelände) 

0,00 – 4,80 0,0445 2,80 m 

4,80 – 9,50 0,0223 

9,50 – 11,00 0,0126 

11,00 – 15,50 0,0068 

15,50 – 20,00 0,000000001 








die Absenkung „s“ im Brunnen? Der Durchmesser des Brunnens beträgt 0,50 m. 


Im dargestellten Ringnetz einer Mittelstadt sollen die Durchflüsse und Druckhöhenverluste 

mit dem Verfahren nach Cross bestimmt werden. 

65 l/s 

Gegeben: 

85 l/s 

DN 200 

l = 1.000 m 

A 

DN 250 

l = 1.250 m 

B 

E 

40 l/s 

DN 250 

l = 2.000 m 

DN 200 

l = 750 m 


Mittl. Wasserverbrauch: w = 120 l / E x d 

Spitzenfaktoren gemäß Schneider BT 

DN 125 

l = 1.000 m 

C 

D 

50 l/s 

60 l/s 

3




DPO 2004 (16.3.2009) Matr.-Nr.:..................................... 

Geodätische Höhen: Hgeo,A = 90 m 

Hgeo,B = 90 m 

Hgeo,C = 80 m 

Hgeo,D = 75 m 

Hgeo,E = 95 m 

Gesucht: 

a) Ermitteln Sie die Druckhöhenverluste für das Leitungsnetz! 

b) Welcher Druck muss am Punkt E vorgehalten werden, damit an allen Entnahmestellen 

ein Versorgungsdruck von 3 bar eingehalten wird. 

c) Wie viele Einwohner leben in etwa in der Mittelstadt? 

d) Beurteilen Sie die Wasserversorgung! Was würden Sie als kritisch einschätzen und 

welche Maßnahmen können Sie sich vorstellen? 

Viel Erfolg ! 

4




DPO 2004 (27.7.2009) Matr.-Nr.:..................................... 



Schneider. 




versehen ab. 


a) Benennen sie die erdumspannenden Wind- und Luftdruckgürtel, die auf der 

Nordhalbkugel vorkommen (evtl. mit Skizze). (7) 

b) Was versteht man unter einem Antizykone und einem Zyklone? Skizzieren sie die 

vertikale Zirkulation. (8) 

c) Erklären sie die Begriffe Wetter, Witterung und Klima. (3) 

d) Die Zirkulationssysteme sind nicht stationär, sondern verschieben sich innerhalb 

eines Jahres; wenn in der Südhemisphäre Sommer herrscht, wohin verschieben 

sich die Rotationszellen? (2) 



Berechnen Sie die statistischen Parameter „Mittelwert“ und „Median“ (4) 

2008 60 m 3 /s 2000 81 m 3 /s 

2007 82 m 3 /s 1999 66 m 3 /s 

2006 76 m 3 /s 1998 76 m 3 /s 

2005 64 m 3 /s 1997 82 m 3 /s 

2004 68 m 3 /s 1996 89 m 3 /s 

2003 77 m 3 /s 1995 73 m 3 /s 

2002 105 m 3 /s 1994 93 m 3 /s 

2001 85 m 3 /s 1995 102 m 3 /s 




(4) 

d) Lässt sich aus dieser Zeitreihe ein extremes Hochwasser mit einer Wiederkehrzeit 

von 250 Jahren bestimmen? Begründen sie ihre Aussage. (4) 

1




DPO 2004 (27.7.2009) Matr.-Nr.:..................................... 


a) In der Meteorologie und Hydrologie werden Zeitreihen benötigt, nenne 3 Beispiele 

dafür, was mittels Zeitreihen erfasst wird. (3) 

b) Wie unterscheidet sich ein mit Laubmischwald bewachsenes Einzugsgebiet von einem 

überwiegend versiegelten Einzugsgebiet im Abflussverhalten bei einem kurzen 

Niederschlagsereignis? (4) 

c) In dem beigefügten Lageplan sind zwei Pegel zur Abflussmessung dargestellt. Grenzen 

sie das Einzugsgebiet zum Pegel B ab. (5) 

d) Wie gliedert sich aus ingenieurhydrologischer Sicht die Abflussbildung auf? (3) 









Daten zur Einheitsganglinie für das Einzugsgebiet des Gewässers: 

t (Min.) 0 30 60 90 120 

u [m3/(s· mm) 0 2,0 1,3 0,6 0 



a) Nennen sie drei Arten von Quellen? (3) 

b) Wasser wird auf seine Qualität geprüft, bevor es als Trinkwasser ins Leitungsnetz 

eingespeist wird. Woraus besteht eine organoleptische Prüfung? (4)




DPO 2004 (27.7.2009) Matr.-Nr.:..................................... 

c) Welche Aufgaben erfüllen bzw. wozu dienen Talsperren? (3) 

d) Welche Aufgaben hat ein Wasserspeicher? (5) 





Gelände) 

0,00 – 4,00 0,0417 2,50 m 

4,00 – 9,00 0,0203 

9,00 – 11,00 0,0096 

11,00 – 15,50 0,00068 

15,50 – 20,00 0,00000001 








die Absenkung „s“ im Brunnen. Der Durchmesser des Brunnens beträgt 0,40 m. 


Die Druckhöhenverluste und Betriebsdrücke im nachfolgend dargestellten doppelten 

Ringnetz (Kleinstadt) sind mit dem Verfahren nach Cross iterativ zu bestimmen. 

160 l/s 

Hochbehälter 

A 

110 l/s 

DN 300, 

l = 600m 

D 

DN 300, 

l = 700m 

DN 200, 

l = 700m 

DN 200, 

l = 600m 

100 l/s 

B 

C 

80 l/s 

3




DPO 2004 (27.7.2009) Matr.-Nr.:..................................... 

Gegeben: 


Hochbehälter in A: WSPA = 270 mNN 

Geländehöhen: A = 265 mNN 

B = 230 mNN 

C = 220 mNN 

D = 225 mNN 

Gesucht: 

a) Ermitteln Sie die Druckhöhenverluste nach dem Cross-Verfahren (2 Iterationsschritte)! 

- Bitte Listenkopf verwenden – 

b) An welchem Punkt stellt sich bei Spitzbedarf der geringste Versorgungsdruck ein ? 

B C D 

Wie groß ist der geringste Versorgungsdruck ? 

c) Wann tritt der Maximaldruck im Leitungsnetz auf ? 

d) Schätzen Sie in etwa ab, für welchen Maximaldruck Leitungen, Armaturen etc. 

ausgelegt sein müssen. 

Viel Erfolg !




DPO 2004 (11. Februar 2010) Matr.-Nr.:..................................... 



Schneider. 




versehen ab. 


a) Was ist die Corioliskraft? Woraus resultiert sie? Worauf wirkt sie ein und wie? Ein 

Luftteilchen bewegt sich vom Nordpol nach Süden was passiert? (evtl. mit 

Skizze). (7) 

b) Was sind Klimaelemente und was Klimafaktoren? Nenne je drei Beispiele (7) 

c) Wie bzw. mit was wird der a) Niederschlag, b) die Luftfeuchtigkeit, c) der Abfluss 

und d) die Infiltration gemessen (je ein Beispiel) (4) 

d) Was ist Wind und in welcher Einheit wird er i.d.R. gemessen? (2) 




2008 61 m 3 /s 2000 80 m 3 /s 

2007 82 m 3 /s 1999 66 m 3 /s 

2006 76 m 3 /s 1998 76 m 3 /s 

2005 64 m 3 /s 1997 82 m 3 /s 

2004 69 m 3 /s 1996 90 m 3 /s 

2003 77 m 3 /s 1995 73 m 3 /s 

2002 105 m 3 /s 1994 93 m 3 /s 

2001 85 m 3 /s 1995 112 m 3 /s 




(4) 

d) Welches Hochwasserereignis lässt sich aus dieser Zeitreihe ohne zu große 

Unsicherheit noch bestimmen? Begründen sie ihre Aussage. (4) 

1






a) Niederschlag wird charakterisiert durch: …….? Nenne drei Beispiele. (3) 

b) Welche Informationen bekomme ich über den DWD? Nenne drei Beispiele (3) 

c) In dem beigefügten Lageplan ist ein Pegel zur Abflussmessung dargestellt. Grenzen sie 

das Einzugsgebiet zum Pegel ab. (5) 

d) Was drückt die Abflussspende q aus bzw. wie wird diese ermittelt? (4) 


Gegeben ist die nachfolgende Einheitsganglinie (Übertragungsfunktion) für einen Niederschlag 

von 1 Stunde Dauer (Tabelle) 

Das Einzugsgebiet hat eine Fläche von 40 km² 


Effektivregen von 28 mm in 4 Stunden 

1) Wie hoch ist der Spitzenabfluss? 

2) Wie groß ist das notwendige Speichervolumen, wenn der Regelabfluss 4 m³/s 

nicht überschreiten darf? 

Der Basisabfluss bleibt unberücksichtigt Zeit (h) UH 

(m 3 Regel-Abfluss 

/s mm) (m 3 /s) 

0 0 4 

1 2 4 

2 3 4 

3 2,5 4 

4 1,5 4 

5 0 4 

6 0 4 


2






a) Was ist mit der 50-Tage-Regel in Bezug auf die Schutzzone 2 (engere Schutzzone, 

Schutzgebietszone Grundwasser) gemeint? (3) 

b) Was gibt eine Grundwassergleichen-Karte wieder und was wird in ihr dargestellt? (4) 

c) Nennen sie vier Anforderungen die an Trinkwasserleitungen gestellt werden? (4) 

d) Wie wird heute die „Härte“ des Wassers angegeben und was sind die „Härtebildner“ in 

der Trinkwasseranalytik? (4) 





Gelände) 

0,00 – 4,50 0,0417 2,50 m 

4,50 – 9,00 0,0253 

9,00 – 11,00 0,0096 

11,00 – 17,50 0,00068 

17,50 – 20,00 0,00000001 





Berechnen sie die Tagesleistung eines Vertikalbrunnens, für den ein wirksamer 

Standarddurchmesser von 0,40 m vorgesehen ist, wenn von einem Pumpenbetrieb von 

12 Stunden ausgegangen wird. 

Die zulässige Absenkung im Brunnen darf 10 m nicht überschreiten (Auflage 

Genehmigungsbehörde). 

3






Die Druckverhältnisse in dem dargestellten Wasserversorgungsnetz sind mit dem 

Verfahren nach CROSS zu ermitteln! 

A 

800 m 

DN 250 

Gegeben: Rauheit: ki = 0,1 mm 

Geländehöhen: 

A: Hgeo = 90 m B: Hgeo = 85 m 

C: Hgeo = 75 m D: Hgeo = 70 m 

Gesucht: 

a) Die Druckhöhenverluste (Cross-Verfahren, 2 Iterationsschritte) sind zu ermitteln! 

b) Welche Höhe muss ein Wasserturm im Punkt A besitzen, damit an jedem Punkt 

des Wasserversorgungsnetzes ein Versorgungsdruck von 3 bar eingehalten wird? 

Viel Erfolg ! 

72 m³/h 

B 

600 m 

DN 100 

400 m 

DN 80 

700 m 

700 m 

DN 300 

DN 125 

D 

108 m³/h 

C 

90 m³/h




DPO 2004 (26. Juli 2010) Matr.-Nr.:..................................... 



Schneider. 




versehen ab. 


a) Der Wasserkreislauf kann als System verschiedener Komponenten verstanden 

werden, welche sind das? Nenne 4 (4) 

b) Was sind Klimaelemente und was Klimafaktoren? Nenne je drei Beispiele (5) 

b) Dynamische Hoch- und Tiefdruckgebiete welche Voraussetzungen liegen vor? 

Thermische Hoch- und Tiefdruckgebiete sind zurückzuführen auf? 

Kennzeichen der Hohen Westwindzone (WWD) (7) 

Wo entsteht i.d.R. ein Hitzetief und wo ein Kältehoch am Boden 

d) Wo fällt i.d.R. mehr Niederschlag (mm) im Westen oder im Osten von 

Deutschland? Begründen sie ihre Antwort. (4) 




2009 61 m 3 /s 2002 80 m 3 /s 

2008 82 m 3 /s 2001 66 m 3 /s 

2007 76 m 3 /s 2000 76 m 3 /s 

2006 64 m 3 /s 1999 82 m 3 /s 

2005 69 m 3 /s 1998 90 m 3 /s 

2004 77 m 3 /s 1998 73 m 3 /s 

2003 91 m 3 /s 1996 94 m 3 /s 




(4) 

d) Welches Hochwasserereignis lässt sich aus dieser Zeitreihe ohne zu große 

Unsicherheit noch bestimmen? Begründen sie ihre Aussage. (4) 

1






a) Der Abfluss im Einzugsgebiet setzt sich aus verschiedenen Abflusskomponenten 

zusammen, nennen sie 3 (3) 

b) Zur Umrechnung der Einzelmessungen in Gebietsniederschläge werden verschiedene 

Methoden eingesetzt, nennen sie zwei. (2) 

c) In dem beigefügten Lageplan ist ein Pegel zur Abflussmessung dargestellt. Grenzen 

sie das Einzugsgebiet zum Pegel B ab. (5) 

d) Sie sehen unten dargestellt ein hydrologisches Verfahren zur Ermittlung der 

Abflusskonzentration. Um welches Verfahren handelt es sich? Beschreiben sie dieses 

kurz. (4) 


Gegeben ist die nachfolgende Einheitsganglinie (Übertragungsfunktion) für einen Niederschlag 

von 1 Stunde Dauer (Tabelle) 

Das Einzugsgebiet hat eine Fläche von 60 km² 


Effektivregen von 25 mm in 5 Stunden 

1) Wie hoch ist der Spitzenabfluss? 

2) Wie groß ist das notwendige 

Speichervolumen, wenn der 

Regelabfluss 3 m³/s nicht überschreiten 

darf? 

Der Basisabfluss bleibt unberücksichtigt 

Zeit (h) UH 

(m 3 /s mm) 

0 0 3 

1 2 3 

2 3 3 

3 2,5 3 

4 1,5 3 

5 0 3 

6 0 3 


Regel-Abfluss 

(m 3 /s)






a) Welche Arten der Wassergewinnung werden unterschieden, nennen sie 6? (3) 

b) Was lässt sich mit dem hydrologischen Dreieck bestimmen? (2) 

c) Was gibt die nebenstehende Karte in Bezug auf das 

Grundwasser wieder und was wird dargestellt? (4) 

d) Was gibt unten stehendes Schild an? (3) 

e) Wie wird heute die „Härte“ des Wassers angegeben 

und was sind die „Härtebildner“ in der Trinkwasseranalytik? 

(3) 





Gelände) 

0,00 – 4,00 0,0417 2,50 m 

4,00 – 9,00 0,0203 

9,00 – 11,00 0,0096 

11,00 – 15,50 0,00068 

15,50 – 20,00 0,00000001 








die Absenkung „s“ im Brunnen. Der Durchmesser des Brunnens beträgt 0,40 m.






Die Druckhöhenverluste und Betriebsdrücke im nachfolgend dargestellten Ringnetz sind 

mit dem Verfahren nach Cross iterativ zu bestimmen. 

4.200 E 

Gegeben: 


Geländehöhen: A = 110 mNN B = 70 mNN 

C = 65 mNN D = 60 mNN 

E = 75 mNN 

Mittlerer Wasserbedarf: Qd = 120 l / E x d 

Spitzenfaktoren: fd =1,5; fh = 2,0 

Gesucht: 

DN 150, 

l = 700m 

E 

A 3.600 E 

DN 200, 

l = 1.500m 

B 

Ermitteln Sie näherungsweise die Druckhöhenverluste nach dem Cross-Verfahren 

(2 Iterationsschritte)! 

Welcher Wasserstand muss im Hochbehälter A vorhanden sein, damit an jeder 

Entnahmestelle ein Betriebsdruck von 3 bar eingehalten wird? 

Wasserstand Hochbehälter A: ____________ mNN 

Welcher Rohrstrang ist aus betrieblicher Sicht als am ungünstigsten einzustufen? 

AB BC BD DE AE 

Begründungen: 

______________________________________________________________ 

______________________________________________________________ 

______________________________________________________________ 

Viel Erfolg ! 

1.800 E 

C 

DN 100, 

l = 1.700m 

DN 100, 

l = 500 m 

DN 125, 

l = 500m 

6.000 E 

D

Matr.-Nr.:...................................... 

Tabellenblatt zur Aufgabe 3b 

T [h] 

UH 

[m³/s mm] 

ΣUH Ieff [mm] Q [m³/s] Qr [m³/s] Qsum [m³/s] 

1 

V 

[m³]

Anlage zur Einheitsganglinie 

t u(i) u(i)*Neff1 u(i‐1)Neff2 u(i‐2)Neff3 Qdirekt QBasis Qgesamt 

[h] [m 3 /(s∙ mm) [m 3 /s] [m 3 /s] [m 3 /s] [m 3 /s] [m 3 /s] [m 3 /s]

einfaches Ringnetz_blanko 

Ring Strang DN k i Länge q gesch. i E h v |h v/q| q i E h v |h v/q| q 

Nr. Nr. [mm] mm [m] [l/s] [m/km] [m] [m*s/l] [l/s] [m/km] [m] [m*s/l] [l/s] 

Summe: Summe: 

∆Q = ∆Q = 

∆Q = -1/2 * Σh v / Σ|h v/q| ∆Q = -1/2 * Σh v / Σ|h v/q| 

Name:......................................... 

Vorname:.................................... 

Matr.-Nr:.....................................

Tabelle 7.4: k-Werte für positive Schiefe CS (Pearson-Typ-III-Verteilung; für CS = 0 Werte der Normalverteilung. Werte aus Maniak 1997, S. 122). 

Wiederkehrintervall in Jahren 

Schiefe 1.0101 1.0526 1.25 2 5 10 25 50 100 200 1000 

Häufigkeit in % 

Cs 99 95 80 50 20 10 4 2 1 0.5 0.1 

3 -0.667 -0.665 -0.636 -0.396 0.42 1.18 2.278 3.152 4.051 4.97 7.152 

2.9 -0.69 -0.688 -0.651 -0.39 0.44 1.195 2.277 3.134 4.013 4.909 7.034 

2.8 -0.714 -0.711 -0.666 -0.384 0.46 1.21 2.275 3.114 3.973 4.847 6.915 

2.7 -0.74 -0.736 -0.681 -0.376 0.479 1.224 2.272 3.093 3.932 4.783 6.794 

2.6 -0.769 -0.762 -0.696 -0.368 0.499 1.238 2.267 3.071 3.889 4.718 6.672 

2.5 -0.799 -0.79 -0.711 -0.36 0.518 1.25 2.262 3.048 3.845 4.652 6.548 

2.4 -0.832 -0.819 -0.725 -0.351 0.537 1.262 2.256 3.023 3.8 4.584 6.423 

2.3 -0.867 -0.85 -0.739 -0.341 0.555 1.274 2.248 2.997 3.753 4.515 6.296 

2.2 -0.905 -0.882 -0.752 -0.33 0.574 1.284 2.24 2.97 3.705 4.444 6.168 

2.1 -0.946 -0.914 -0.765 -0.319 0.592 1.294 2.23 2.942 3.656 4.372 6.039 

2 -0.99 -0.949 -0.777 -0.307 0.609 1.302 2.219 2.912 3.605 4.298 5.908 

1.9 -1.037 -0.984 -0.788 -0.294 0.627 1.31 2.207 2.881 3.553 4.223 5.775 

1.8 -0.087 -0.02 -0.799 -0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 3.499 4.147 5.642 

1.7 -1.14 -1.056 -0.808 -0.268 0.66 1.324 2.179 2.815 3.444 4.069 5.507 

1.6 -1.197 -1.096 -0.817 -0.254 0.675 1.329 2.163 2.78 3.388 3.99 5.371 

1.5 -1.256 -1.131 -0.825 -0.24 0.69 1.333 2.146 2.743 3.33 3.91 5.234 

1.4 -1.318 -1.168 -0.832 -0.225 0.705 1.337 2.128 2.706 3.271 3.828 5.095 

1.3 -1.383 -1.206 -0.838 -0.21 0.719 1.339 2.108 2.666 3.211 3.745 4.955 

1.2 -1.449 -1.243 -0.844 -0.195 0.732 1.34 2.087 2.626 3.149 3.661 4.815 

1.1 -1.518 -1.28 -0.848 -0.18 0.745 1.341 2.066 2.585 3.087 3.575 4.673 

1 -1.588 -1.317 -0.852 -0.164 0.758 1.34 2.043 2.542 3.022 3.489 4.531 

0.9 -1.66 -1.353 -0.854 -0.148 0.769 1.339 2.018 2.498 2.957 3.401 4.388 

0.8 -1.733 -1.388 -0.856 -0.132 0.78 1.336 1.993 2.453 2.891 3.312 4.244 

0.7 -1.806 -1.423 -0.857 -0.116 0.79 1.333 1.967 2.407 2.824 3.223 4.1 

0.6 -1.88 -1.458 -0.857 -0.099 0.8 1.328 1.939 2.359 2.755 3.132 3.956 

0.5 -1.955 -1.491 -0.856 -0.083 0.808 1.323 1.91 2.311 2.686 3.041 3.811 

0.4 -2.029 -1.524 -0.855 -0.066 0.816 1.317 1.88 2.261 2.615 2.949 3.666 

0.3 -2.104 -1.555 -0.853 -0.05 0.824 1.309 1.849 2.211 2.544 2.856 3.521 

0.2 -2.178 -1.586 -0.85 -0.033 0.83 1.301 1.818 2.159 2.472 2.763 3.377 

0.1 -2.252 -1.616 -0.846 -0.017 0.836 1.292 1.785 2.107 2.4 2.67 3.233 

0 -2.326 -1.645 -0.842 0 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326 2.576 3.09 

siehe hydroskript.de

Q [m³/s]

Wasserwirtschaft - Universität Siegen

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