Bradshaw-Modell (Hydraulische Geometrie) — Geschwindigkeit Calculator
Beziehung der hydraulischen Geometrie zwischen Fließgeschwindigkeit und Abfluss.
Formula first
Overview
Das Bradshaw-Modell für die Geschwindigkeit beschreibt die stromabwärtige Beziehung zwischen Flussabfluss und Fließgeschwindigkeit als Potenzfunktion. Es zeigt, dass mit zunehmender Annäherung eines Flusses an seine Mündung und wachsendem Abfluss die mittlere Geschwindigkeit typischerweise aufgrund höherer hydraulischer Effizienz und verringerter relativer Sohlenrauheit zunimmt.
Symbols
Variables
v = Velocity, k = Coefficient, Q = Discharge, m = Exponent
Apply it well
When To Use
When to use: Wende diese Gleichung an, wenn das Längsprofil eines Flusssystems modelliert wird, um zu verstehen, wie sich die Fließgeschwindigkeit von der Quelle bis zur Mündung entwickelt. Sie ist wesentlich für die vergleichende Hydrologie und bei der Vorhersage von Veränderungen der Strömungsdynamik, wenn sich der Abfluss in einem Einzugsgebiet aufbaut.
Why it matters: Dieses Modell ist entscheidend für das Management von Hochwasserrisiken und die Vorhersage der Sedimenttransportkapazität entlang eines Flusslaufs. Es korrigiert das verbreitete Missverständnis, dass Gebirgsbäche schneller seien als Tieflandflüsse, und zeigt, dass zunehmendes Wasservolumen und höhere Gerinneeffizienz gewöhnlich zu höheren Geschwindigkeiten stromabwärts führen.
Avoid these traps
Common Mistakes
- Annehmen, dass die Geschwindigkeit im gleichen Maß wie die Breite zunehmen muss.
- Punktgeschwindigkeit statt mittlerer Geschwindigkeit verwenden.
One free problem
Practice Problem
Ein Fluss hat einen Abfluss von 50 m³/s. Wenn der Koeffizient k 0.4 und der Exponent m 0.15 ist, berechne die durchschnittliche Fließgeschwindigkeit.
Hint: Erhöhe den Abfluss mit dem Exponenten m, bevor du mit k multiplizierst.
The full worked solution stays in the interactive walkthrough.
References
Sources
- Leopold, L. B., & Maddock, T. (1953). The Hydraulic Geometry of Stream Channels and Some Physiographic Implications. U.S.
- Wikipedia: Hydraulic geometry
- Britannica: River
- Leopold, L. B., Wolman, M. G., & Miller, J. P. (1964). Fluvial Processes in Geomorphology. W. H. Freeman.
- Knighton, D. (1998). Fluvial Forms and Processes: A New Perspective. Arnold.
- Goudie, A. (2013). Encyclopedia of Global Change: Environmental Change and Human Society. Oxford University Press.
- David Knighton, "Fluvial Forms and Processes" (2nd ed., 2014)
- A-Level Geography - Hydrology