Abwassertechnik 1 (Teil 1)

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Abwassertechnik 1 (Teil 1)"

Max Walter
vor 8 Jahren
Abrufe

1 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 1/16 Abwassertechnik 1 (Teil 1) Studiengang (bitte ankreuzen!): BACHELOR BI UI WIBI SONSTIGE ERASMUS Master (alt) Die Prüfung wird geschrieben als Erstanmeldung Wiederholung Die Prüfung ist Teil folgenden Moduls Abwassertechnik 1 Grundlagen der Wasserver- und Entsorgung Allgemeine Hinweise: Außer Schreibgeräten (Kugelschreiber, Füller, Tintenschreiber etc., kein Bleistift!), Taschenrechner (leerer Speicher!) und Papier sind keine weiteren Hilfsmittel zugelassen. Bearbeitungszeit: 45 Minuten Gesamtpunktzahl: 30 Erreichte Punktzahl Aufgabe 1 Aufgabe 2 Aufgabe 3 Gesamt /12 /13 /5 /30

2 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 2/16 1. Zeitbeiwertverfahren/Listenrechnung (12 Punkte) Ihr Ingenieurbüro wird mit der überschlägigen Bemessung des Kanalnetzes für das in Abbildung 1 dargestellte Industriegebiet beauftragt. Hierbei kann der Schmutzwasseranfall vernachlässigt werden. Für das Gebiet beträgt der befestigte Anteil 62 % und die mittlere Geländeneigung 0,6 %. Weitere Angaben sind in Anlage 1 zu finden. Abbildung 1: Skizze der Einzugsgebiete des Industriegebietes 1.1 Kanal 5 hat einen vorgegebenen maßgebenden Abfluss von L/s. Die Länge des Kanals beträgt 400 m und das Sohlgefälle 2,5. Beachten Sie auch Anlage 1 bis 5. a) Geben Sie die Nennweite des Kanals 5 an. (1 Punkt) Mit Gefälle 2,5 : DN 1100 Q Voll =1.509 L/s Q teil /Q voll = 1290 L/s /1509 L/s = 0,85 < 90% ok.!

3 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 3/16 b) Welche Fließgeschwindigkeit ergibt sich bei maximalem Abfluss in Kanal 5? (0,75 Punkte) v voll = 1,59 m/s mit Tabelle 9 v teil /v voll = 1,116 v teil = v v * v teil /v voll = 1,59 m/s * 1,116 = 1,77 m/s c) Überprüfen Sie die angenommene Fließzeit für Kanal 5. (0,75 Punkte) t f = L/v teil = 400 m/ 1,77 m/s = 226 s = 3,8 min Abweichung < 10% ok.! 1.2 Bestimmen Sie den maßgebenden Abfluss im Punkt A. Beachten Sie die Anlage 1 und 2 sowie Anlage 6 bis 8! a) Geben Sie die maßgebliche Regenspende entsprechend dem Kostra-Atlas (s. Anlage 6) an. Welches ist die maßgebende kürzeste Bemessungsregendauer D und die Regenhäufigkeit n für das Einzugsgebiet? (1 Punkt) Industriegebiet mittlere Geländeneigung <1 % und befestigter Anteil > 50 % min r 10,0,5 = 166 l/(s*ha) b) Führen Sie alle notwendigen Fallunterscheidungen zur Bestimmung des maßgeblichen Abflusses in Punkt A durch. (8,5 Punkte)

4 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 4/16 Fall 1: D =D min = 10 min Fläche 10/11 von A6, A5, 6/7 von A4, 1/8 von A2, 1/6 von A1 r 10,0,5 = 166 l/(s*ha) Q 1 =(1/6*A 1 * ψ S,1 +1/8*A 2 * ψ S,2 +6/7*A 4 * ψ S,4 + A 5 *ψ S,5 +10/11*A 6 * ψ S,6 )* r 10,0,5 =10 ha*166 L/(s*ha) =1663,8 L/s Fall 2: Fließzeit von A bis Ende Kanal 1 t f >D min t f = 15 min Fläche A6, A5, A4, 6/8 von A2, A1 r 15,0,5 = 131,7 L/(s*ha) Q 2 = (A 1 * ψ S,1 +6/8*A 2 * ψ S,2 +A 4 * ψ S,4 + A 5 *ψ S,5 +A 6 * ψ S,6 )* r 10,0,5 =14 ha* 131,7 =1843,8 l/s Fall 3: Fließzeit von A bis Ende Kanal 4, t f >D min t f = 11 min Fläche A6, A5, A4, 2/8 von A2, 2/6 von A1 Mit φ 11 =24/(9+11)=1,20 r 15,0,5 =131,7 L/(s*ha) r 11,0,5 = φ 12 * r 15,0,5 =1,20*131,7 L/(s*ha)=158,0 l/(s*ha) Q 3 = (2/6*A 1 * ψ S,1 +2/8*A 2 * ψ S,2 +A 4 * ψ S,4 + A 5 *ψ S,5 +A 6 * ψ S,6 )* r 11,0,5 =11,5 ha*158,0 L/(s*ha) =1812,2 L/s Fall 4: längste Fließzeit, D = t f,max = t f,2 +t f3 +t f5 =17 min Fläche A1, A2, A4, A5, A6 Mit φ 17 =24/(9+17)=0,92 r 15,0,5 =131,7 L/(s*ha) r 17,0,5 = φ 17 * r 15,0,5 =0,92*131,7 L/(s*ha)=121,6 L/(s*ha) Q 3 = (A 1 * ψ S,1 + A 2 * ψ S,2 +A 4 * ψ S,4 + A 5 *ψ S,5 +A 6 * ψ S,6 )* r 17,0,5 =14,6*121,6 L/(s*ha) =1774,9 L/s Fall 2 maßgebend

5 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 5/16 2. Flutplanverfahren (13 Punkte) 2.1. Bestimmen für das in Abbildung 2 dargestellte Wohngebiet den maximalen Abfluss in Kanal 6 (vor dem Regenrückhaltebecken) mittels Flutplanverfahren für einen 10-Minuten Regen. Erstellen Sie hierfür die Abflussganglinie. Nutzen Sie Abbildung 3 (auf S. 6). (8,5 Punkte) Weitere Daten für die Teileinzugsgebiete sind in Anlage 5 zu finden! 2.2. Könnten Sie mit dem Ergebnis aus Aufgabe 2.1. den Kanal 6 bemessen? Begründen Sie Ihre Antwort. (1,5 Punkte) Nein, zur Bestimmung des Bemessungsabflusses ist der Flutplan für verschiedene Regenereignisse r D,n zu zeichnen, um aus dem sich ergebenden Maximalwerten den maßgebenden Wert zu bestimmen 2.3. Bestimmen Sie näherungsweise das notwendige Volumen für das Regenrückhaltebecken. (3 Punkte) Abbildung 2: Einzugsgebiet Flutplan

6 Q [l/s] Prof. Dr.-Ing. Peter Cornel Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 6/ t f Zeit [min] Abbildung 3 Flutplan 2.3. Das Volumen des Regenrückhaltebeckens entspricht der Fläche des Trapezes. V= (4 min +3,8 min) * 400 L/s * 60 s/min / (1000 L/m³) =187 m³

7 Q [l/s] Prof. Dr.-Ing. Peter Cornel Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 7/ t f Zeit [min]

8 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 8/16 3. Theorie (5 Punkte) Bitte beantworten Sie folgende Fragen in kurzen Sätzen oder Stichpunkten In welche Abwasserarten wird Abwasser üblicherweise entsprechend der Herkunft eingeteilt? (0,75 Punkte) - Häusliches Abwasser - Industrielles/gewerbliches Abwasser - Niederschlag 3.2. Nennen Sie die drei wesentlichen Ziele der Siedlungswasserwirtschaft. (0,75 Punkte) - Sicherstellung der Ortshygiene/Schutz vor Überflutung - Gewässerschutz (Grundwasser, Oberflächengewässer) - Wirtschaftlichkeit 3.3. Nennen Sie drei Gesetze oder Verordnungen im Bereich der Abwasserleitung oder Abwasserbehandlung des Bundesrechts in Deutschland. (0,75 Punkte) - Wasserhaushaltsgesetz - Abwasserabgabengesetz - Abwasserverordnung - Klärschlammverordnung 3.4. Nenne Sie drei Einflussfaktoren für die Konzentration von Verschmutzungsparametern in Niederschlagswasser. (0,75 Punkte) - Geländestruktur - Regenintensität - Luftverschmutzung - Oberflächenverschmutzung - Einträge aus unbefestigten Flächen 3.5. Geben Sie den Zusammenhang zwischen Fracht und Konzentration an. (0,5 Punkte) Fracht [kg/d] = Volumenstrom [m³/d]*konzentration [kg/m³] 3.6. Nennen Sie drei Parameter für organische Stoffe im Abwasser. (0,75 Prunkte) - Glühverlust (GV) - Total Organic Carbon (TOC)

9 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 9/16 Sauerstoffbedarf (BSB/CSB) 3.7. Nennen Sie 3 Kanalbaustoffe. (0,75 Punkte) - Beton/Stahlbeton - Kunststoffrohre - Steinzeug - Klinker - Stahlrohre - Gusseisen - Asbest-/Faserzementrohre Viel Erfolg!

10 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 10/16 Anlage 1: Daten für das Industriegebiet Aufgabe 1 für die Berechnung nach dem Zeitbeiwertverfahren Nr. A E,K ψ s t f,gesch. ha - min 1 2,5 0, , , , ,7 11 Anlage 2: Formeln Q r = A E,k Ψ S r D,n bzw. Q r = Σ(A E,k Ψ S ) r D,n mit: Q r : Regenabfluss [L/s] A E,k : kanalisierte Fläche [ha] Ψ S : Spitzenabflussbeiwert [-] r D,n : Regenspende der Dauer D und der Häufigkeit n [L/(s ha)] r D, n n r15, n [L/(s ha)] 24 n [-] t 9 f mit: n : Zeitabminderungsfaktor [-] r D,n : Regenspende der Dauer D und der Häufigkeit n [L/(s ha)] L t f v teil t f = Fließzeit L = Länge des Kanals v teil = Fließgeschwindigkeit bei Teilfüllung

11 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 11/ r krit 15 [L/(s ha)] für t f 120 min t 120 r krit f 7,5 L/(s ha) für t f 120 min mit r krit : kritische Regenspende Q rkrit = r krit A u mit Q rkrit : kritischer Regenabfluss A u : undurchlässige Fläche Q krit = Q T,aM + Q r krit + Σ Q DrV mit Q T,aM : Trockenwetterabfluss im Jahresmittel Q DrV : Drosselabflusse oberhalb liegender Vorentlastungen : kritischer Mischwasserabfluss Q krit QDr QT, am mrü QTaM mit m Rü : Mischverhältnis c t 600 mg/l m Rü 7 c t > 600 mg/l c 180 m t Rü 60 mit c t : CSB des Trockenwetterabflusses

12 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 12/16 Anlage 3:Abflusstabelle für Abwasserkanäle, Kreisform

13 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 13/16 Anlage 4: Abflusstabelle für Abwasserkanäle, Kreisform

14 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 14/16 Anlage 5: Teilfüllungswerte für Kreisprofile

Atlas Anlage 7: Maßgebende kürzeste Regendauer (nach ATV-A 118, 1999) Einzugsgebiet

15 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 15/16 Anlage 6: Niederschlagshöhen und spenden für Gemeinde aus Aufgabe 1 aus Kostra- Atlas Anlage 7: Maßgebende kürzeste Regendauer (nach ATV-A 118, 1999) Einzugsgebiet Berechnungsregen Neigung befestigter Anteil Dauer TR [min] Spende [l/(s ha)] < 1 % < 50% 15 r 15,n > 50% 10 r 10,n 1 % bis 4 % beliebig 10 r 10,n > 4 % < 50% 10 r 10,n > 50% 5 r 5,n

16 Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 16/16 Anlage 8: Empfohlene Häufigkeit für den Entwurf (nach ATV-A 118, 1999) Häufigkeit der Be- Mittl. Häufigkeit Akzeptierte Über- messungsregen (1- des jährlichen Ort flutungshäufigkeit mal in n-jahren) T Vorkommens n (1-mal in n Jahren) 1 1 Ländliche Gebiete 1 in ,5 Wohngebiete 1 in ,5 10 0,1 Stadtzentren, Industrie- und Gewerbegebiete Unterirdische Verkehrsanlagen 1 in 30 1 in 50 Anlage 9: Daten Wohngebiet in Aufgabe 2 für das Flutplanverfahren Nr. Q R t f l/s min

Ähnliche Dokumente

Abwassertechnik 1 (Teil 2)

Name: Vorname: Matr.-Nr.: Seite: 1/11 Abwassertechnik 1 (Teil 2) Studiengang (bitte ankreuzen!): DIPLOM BI WIBI BACHELOR BI UI WIBI SONSTIGE ERASMUS Master (alt) Die Prüfung wird geschrieben als Erstanmeldung