Belegeinführung Grundlagen der Abwassersysteme

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1 Fakultät Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften Fachrichtung Wasserwesen Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft, Professur für Siedlungswasserwirtschaft Belegeinführung Grundlagen der Abwassersysteme

2 Ansprechpartner Michael Brodien Tel.: CHE 157 Christian Karpf Tel.: CHE 157 Charlotte Kopf Christian Koch Folie 2

3 Ziel Anwendung und Vertiefung des bisher erworbenen Wissens Inhalt: Planung Kanalisation Berechnung Drosselabfluss Immissionsbetrachtung bei einem Fließgewässer Zeichnungen / Berichterstellung Umfang: 30 h je Bearbeiter Folie 3

4 Organisatorische Hinweise Bearbeitung durch Dreiergruppen (Einschreibliste) Eingeschriebene in der Liste, die keinen Partner haben werden einem Partner zugewiesen Beleg ist Prüfungsvoraussetzung! Abgabetermin: 03. Februar 2012, 13:00, Sekretariat des ISI Begleitende Konsultationen werden angeboten Einschreiblisten für Konsultationen (Tafel neben CH 160) beachten! Konsultationstermine: 30 min mit max. 3 Beleggruppen Folie 4

5 Termine Datum Thema Belegausgabe Einführung Nemetschek / Konsultation November Exkursion (fakultativ) Konsultation Konsultation / Grdl. Plotten Abgabe Ort: BEY 118, 1. DS Alle Termine sind auch auf der Hompage des Instituts zu finden. Folie 5

6 Aufgabenstellung und ergänzende Unterlagen Alle erforderlichen Unterlagen befinden sich auf der ISI- Homepage im Download-Bereich Siedlungswasserwirtschaft Lehre Grundlagen der Abwasserentsorgung Beleg jede Gruppe erhält eine eigene Aufgabenstellung Beleg_Nr = Gruppen-Nr. Gruppennr. = Befestigungsgrad für Flächen (Data.xls) Ergänzende Unterlagen: Nemetschek-Zeichnung Gebietsdaten, Gewässerdaten (Data.xls) Folie 6

7 Vorgehensweise 1. Netzplan zeichnen - Flächenermittlung und zuordnung - Leitungsverlauf, Anordnung der Schächte 2. Listenrechnung für Entwässerungsnetz - Dimensionierung der Kanäle 3. Längsschnitt zeichnen 4. Bestimmung des Drosselabflusses - Ermittlung undurchlässige Fläche - Ermittlung des kritischen Abflusses 5. Beurteilung der Gewässerbelastung - Mischungsrechnung - Auswirkung auf Gewässer - Beurteilung von Niederschlägen 6. Dokumentation Folie 7

8 Folie 8! F_aussen F_Straße F_aussen F_aussen F_aussen F_99 F_70 F_6 F_aussen F_130 F_7 F_13 F_176 F_0 F_175 F_18 F_174 F_177 F_173 F_146 F_172 F_171 F_8 F_1 F_27 F_19 F_121 F_170 F_60 F_14 F_24 F_168 F_178 F_167 F_166 F_165 F_10 F_164 F_12 F_gruen1 F_58 F_163 F_162 F_161 F_57 F_160 F_159 F_158 F_34 F_53 F_20 F_156 F_155 F_91 F_154 F_153 F_152 F_3 F_151 F_148 F_147 F_145 F_144 F_139 F_137 F_136 F_133 F_129 F_15 F_127 F_126 F_125 F_122 F_118 F_117 F_116 F_40 F_98 F_96 F_95 F_94 F_93 F_92 F_90 F_110 F_88 F_87 F_86 F_85 F_106 F_79 F_104 F_77 F_102 F_75 F_101 F_73 F_69 F_46 F_157 F_gruen2 F_150 F_149 F_143 F_142 F_141 F_140 F_138 F_135 F_134 F_132 F_131 F_128 F_124 F_119 F_123 F_120 F_97 F_115 F_42 F_111 F_114 F_113 F_112 F_89 F_84 F_109 F_83 F_82 F_81 F_108 F_107 F_105 F_80 F_78 F_103 F_76 F_100 F_74 F_72 F_4 F_9 F_71 F_68 F_67 F_66 F_65 F_64 F_5 F_63 F_62 F_61 F_59 F_56 F_55 F_54 F_52 F_51 F_50 F_49 F_48 F_47 F_45 F_44 F_43 F_41 F_39 F_38 F_37 F_36 F_35 F_33 F_32 F_31 F_30 F_29 F_28 F_26 F_23 F_22 F_21 F_17 F_16 F_179 F_ Flutgraben H_190 H_187 H_173 H_200 H_329 H_181 H_31 H_72 H_69 H_70 H_174 H_175 H_261 H_105 H_125 H_228 H_24 H_19 H_199 H_201 H_110 H_231 H_177 H_112 H_176 H_82 H_186 H_68 H_315 H_226 H_209 H_222 H_0 H_65 H_92 H_172 H_326 H_327 H_71 H_15 H_307 H_33 H_114 H_300 H_94 H_120 H_25 H_211 H_61 H_81 H_26 H_23 H_28 H_252 H_265 H_298 H_291 H_224 H_37 H_6 H_4 H_3 H_8 H_5 H_130 H_7 H_249 H_9 H_311 H_217 H_13 H_182 H_236 H_235 H_322 H_285 H_191 H_280 H_258 H_210 H_29 H_17 H_27 H_204 H_321 H_99 H_216 H_264 H_296 H_197 H_91 H_205 H_49 H_43 H_35 H_215 H_64 H_63 H_36 H_60 H_54 H_67 H_62 H_56 H_41 H_46 H_90 H_52 H_40 H_202 H_48 H_97 H_77 H_287 H_58 H_304 H_11 H_221 H_66 H_47 H_212 H_312 H_208 H_214 H_85 H_10 H_240 H_161 H_246 H_256 H_188 H_244 H_250 H_39 H_12 H_131 H_318 H_86 H_89 H_253 H_104 H_34 H_185 H_275 H_38 H_22 H_44 H_83 H_45 H_42 H_79 H_53 H_96 H_57 H_30 H_50 H_32 H_95 H_241 H_78 H_270 H_107 H_262 H_278 H_75 H_20 H_93 H_117 H_98 H_145 H_74 H_206 H_164 H_87 H_51 H_251 H_273 H_203 H_179 H_239 H_111 H_245 H_73 H_299 H_247 H_84 H_140 H_76 H_102 H_286 H_167 H_136 H_100 H_238 H_88 H_309 H_148 H_103 H_284 H_330 H_317 H_319 H_297 H_101 H_207 H_218 H_289 H_313 H_302 H_308 H_192 H_196 H_193 H_189 H_219 H_109 H_157 H_274 H_115 H_137 H_170 H_195 H_143 H_168 H_156 H_169 H_133 H_324 H_159 H_151 H_194 H_21 H_162 H_163 H_155 H_141 H_150 H_154 H_132 H_166 H_152 H_142 H_147 H_160 H_283 H_149 H_14 H_146 H_158 H_301 H_144 H_165 H_134 H_294 H_138 H_325 H_1 H_139 H_119 H_116 H_16 H_180 H_293 H_118 H_108 H_123 H_128 H_127 H_135 H_121 H_129 H_332 H_2 H_234 H_268 H_259 H_106 H_227 H_18 H_306 H_213 H_331 H_316 H_305 H_303 H_233 H_310 H_257 H_229 H_198 H_171 H_220 H_55 H_314 H_59 H_178 H_277 H_328 H_183 H_290 H_243 H_295 H_126 H_237 H_267 H_255 H_122 H_230 H_248 H_124 H_ Km 4 1:6,000 Gewässer Mischwasserentlastung Untersuchungsgebiet Überblick

9 Leitungsverlauf I - KN und Straße folgen Talverlauf oder virtueller Verbindung von Senken - Wasserscheiden zwischen den Sammlern - Keine Umwege für den Wasserfluss - Kanäle neben Straßen (Fußwege, Radwege) - Kanäle in öffentlichem Baugrund (ansonsten Leitungsrechte sichern) Schächte bei: - Richtungswechsel - Querschnittswechsel - Gefällewechsel - Einmündung von Seitenkanälen (nicht bei Hausanschlüssen, Straßeneinläufen) - Abstand < 100 m (40-70m) Folie 9

10 Leitungsverlauf II Folie 10

11 Netze Folie 11

12 Schächte Revisionsschacht Fließrichtungsänderung Einmündung Folie 12

13 Grundsätze Leitungsplanung Ziel: Minimierung von Invest- und Betriebskosten durch intelliegente Nutzung der Topographie und vorhandener oder geplannter Infrastruktur - kurze Leitungslängen - Minimale Verlegetiefe - Minimale Nutzung von Fremdenergie - Vermeidung von Sedimentbildung, Geruch, Korrosion - Zugänglichkeit für KN-Reinigung, TV-Inspektion, Baufahrzeuge - KN-Planung immer in Abstimmung mit komm. Entwicklungsplan - Zusammenarbeit von Raumplaner und KN-Planer Folie 13

14 Tiefenlage und Gefälle Minimaltiefe: Schutz vor Frost und mechanischer Belastung Trinkwasser liegt bei 1,5 m! Trennsystem: RW ca. 0.5 m über SW (Anfangshaltung) sewer sanitary storm combined wide city streets 3,0 m 2,5 m 3,0 m small streets 2,5 m 2,0 m 2,5 m villages 2,5 m 2,0 m 2,5 m Gefälle DN Minimal Maximal Optimal Hausanschluss 1:100 1:10 1: :200 1:300 1:10 1:15 1:50 1: :300 1:600 1:20 1:100 1: :600 1:800 1:30 1:200 1: :1000 1:50 1:300 1:800 Folie 14

15 Fließgeschwindigkeiten, Dimension, Längen - Vermeidung von Sedimentbildung - Vermeidung von Abrasion -Faustwerte: v min h min v max > 0,5 m/s > 50 mm < 3 m/s (Trennsystem) < 8 m/s (Mischsystem) - Mindestnennweiten im öffentlichen Bereich (ATV A118) Schmutzwasserkanal DN 250 Regen-, Mischwasserkanal DN 300 Folie 15

16 Grundlagen Entwässerungsplanung (A118) Abwasseraufkommen Q s,x = 1/8 1/16 von Q s (für Gebiete bis 5000 E: 1/8) oder q h = 4 l/(s 1000 E) q f = 0,05-0,15 l/(s*ha) Fremdwasseranfall Trockenwetterzufluss: Q f = A E,k *q f Q t = Q s + Q f Q t,x = Q S,x +Q f Folie 16

17 Bemessungsansatz (A118) Q m = rd, n ψ S AE, k + Qt, x Mischwasserabfluss = Bemessungsregen (KOSTRA) x Spitzenabflussbeiwert x kanalisiserte Einzugsgebietsfläche x Trockenwetterabfluss (Spitzenabfluss) - Bemessungsregen abhängig von Befestigungsgrad und Geländeneigung und Gebietsstruktur (ATV A118) - bei Q m darf Kanal nur bis max. 90% gefüllt sein - Mindestfließgeschwindigkeit 0,5 m/s - Dauerstufe des Bemessungsregens = Fließzeit Folie 17

18 Leitungsplan - Maßstab: 1:2000-1:500 - Kanäle mit Fließrichtung - Profil, DN, Länge, Gefälle, (Material) - Sonderbauwerke - Kläranlage - Auslaufbauwerke - Nummerierung von Haltung und Schacht - Teil-EG: Nr., A, A red (oder Abflussbeiwert) - Legende, Maßstabsangabe - Symbole: DIN 2425 Folie 18

19 Symbole (DIN 2425 Teil 4) Fläche: Kanäle: MW: SW: RW: 3 0,3 40 Gebietsfläche in ha Gebietsnummer Versiegelte Fläche oderspitzenabfluss in % Schächte: RÜ: Einmündung RÜB, Hauptschluss RÜB, Nebenschluss Folie 19

20 Lageplan , ,0 40 Ø 500 Ø ,0-10,0 50,0-10, , Ø ,0-10,0 100,0-12,5 Ø ,0-12,5 4, , ,5 40 2, ,0-12,5 50,0-12,5 Ø 500 Ø ,5 40 2, ,0-12,5 50,0-12,5 50,0-12,5 16 3,0 50 Ø ,0-10,0 8 2,5 50 Ø ,0-10,0 Ø Ø 500 5a Ø Ø ,0-1,0 Ø ,0-12,5 50,0-12,5 Ø Ø ,5 50 1, ,0-12, ,0-12,5 Ø 600 Ø ,5 45 2, ,0-12,5 Ø ,5 35 Folie 20

21 Q = r A Mischwasserentlastung- Drosselabfluss (A128) r, krit krit u Q krit = Qr, krit + Qt 24 + Qd, i r krit = 1 ( ls ha ) für t 120min t f f Mindestmischverhältnis muss erfüllt sein ( m Rü + 1) Qt 24 Q d Qd Qt 24 m Rü = 7 Q (für CSB <=600) t 24 c 180 m = t (für CSB >600) Rü 60 undurchlässige Fläche nach ATV A128 A u = ψ b AE, b + ψ unb AE, unb A = u AE, b A red Folie 21

22 Fließgewässerbetrachtung NH 4 -Belastung Mischungsrechnung mit variierenden Entlastungen c NH 4 N NH 4 N = QGewässer+ Entlastung Gewässerimmission (Betrachtung extremer Lastfälle) 1 c NH c 3 N F = 4 [ ] ( pk ph ) NH N S 2706 pk s = 0, ,15 + T Bewertung der Entlastung in Bezug auf Niederschlagsereignisse, die eine kritische Situation im Gewässer hervorrufen können Grenzwert BWK M3: NH3-N 0,1mg/l Folie 22

23 Literaturempfehlungen Imhoff, Karl und Klaus: Taschenbuch der Stadtentwässerung ATV Handbuch: Bau und Betrieb der Kanalisation Schneider: Bautabellen für Ingenieure Hosang/Bischof, Abwassertechnik Normen/Richtlinien: DIN EN 752- Teil 1-7 DIN 2425 Teil 4 Planwerke für die Versorgungswirtschaft, die Wasserwirtschaft und für Fernleitungen, Kanalnetzpläne öffentlicher Leitungen DIN 824 Faltung und Ablageformat ATV-A 110 Hydraulische Dimensionierung und Leistungsnachweis von Abwasserkanälen und leitungen ATV-A 111 Richtlinien für die hydraulische Dimensionierung und den Leistungsnachweis von Regenwasser-Entlastungsanlagen in Abwasserkanälen und -leitungen ATV-A 118 Hydraulische Bemessung und Nachweis von Entwässerungssystemen ATV-A 128 Richtlinien für die Bemessung und Gestaltung von Regenentlastungsanlagen in Mischwasserkanälen Folie 23