Prof. Dr.-Ing. Bernd Nolting. Berechnung der Übungsaufgabe Planung der Kanalisation mit dem Programm Kanal++

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1 Lehrgebiet und Forschungslabor für Siedlungswasserwirtschaft Prof. Dr.-Ing. Bernd Nolting (Bearbeitung: Dipl.-Ing. P. Gabryl) Berechnung der Übungsaufgabe mit dem Programm Kanal++ Bachelor Studiengang BW3-Sww2

2 mit dem Programm Kanal++ Inhalt: 1. Allgemeines Programm starten Raster- und Vektorgrafiken in das Projekt laden Erstellung des Kanalnetzes Plausibilitätskontrolle Eingabe der Kanaldaten: Sonderbauwerke Teileinzugsgebiete festlegen und digitalisieren (Partition Mischwasser) Haltung zuordnen Einzugsgebietsdaten festlegen Befestigungsanteil in % für Teileinzugsgebiete ermitteln Einwohnerzahl (E) ausrechnen Kanalnetzberechnung Beispielhafte Aufbau einer Hydraulikvariante Neuen Modellregen anlegen Euler Typ II Import von Modellregen und Naturregen Berechnung starten Anhang: Empfohlene mittlere Abflussbeiwerte ψ m von Einzugsgebietsflächen für Berechnungen (DWA-M 153; 8/2007) Hydraulische Berechnung und Nachweisführung Anwendungskriterien DWA-A 118 (März 2006)...14 Stand: 11/14 Seite: 1

3 mit dem Programm Kanal++ Bitte genau den Anweisungen der Praktikumsleiters folgen! 1. Allgemeines Rechner starten und einloggen: Benutzername: Passwort: STUDENT XXXXXX Auf der Festplatte C:\...\EigeneDateien\Siwawi2 \Gruppe1 (bzw. 2,3) einen Ordner erstellen. 2. Programm starten unter neu ein neues Kanal++ Projekt anlegen. Beim Anlegen eines neuen Kanal++ Projektes erscheint folgender Dialog: Projektverzeichnis finden C:\...\EigeneDateien\Siwawi2\Gruppe1 Datei benennen Vorlage auswählen C:\Dokumente und Einstellungen\Student\ \Eigene Dateien\Siwawi2\Aufgabe.kpp Profildatei aus Seite:2 Stand: 11/14

4 mit dem Programm Kanal++ 3. Raster- und Vektorgrafiken in das Projekt laden. Im Projektbaum (linke Seite) im Ordner GIS: - auf Menüpunkt Rastergrafiken mit rechter Maustaste klicken, unter neu Datei: DGK gh.tif laden, Kalibrierungspunkte automatisch auswählen, sichtbar aktivieren und auf OK und neu laden drücken. Das gleiche ist mit der Datei DGK gh.tif zu wiederholen. Auch die Luftbilder (z.b. Luftbild jpg) sind so zu laden Die müssen aber manuell kalibriert werden, diese Datei ist unter Alle Dateien(*.*) zu laden und die Rechts- und Hochwerte sind so festzulegen. Stand: 11/14 Seite: 3

5 mit dem Programm Kanal++ - auf Menüpunkt Vektorgrafiken mit rechter Maustaste klicken unter neu Datei- Alk Ausschnitt.vgf laden und sichtbar aktivieren. 4. Erstellung des Kanalnetzes - Entwässerungsverfahren festlegen (Mischwasser) - Unter Menüpunkt Kanal und dann Digitalisieren: Anfangsschacht vom Kanal 1 im Lageplan (Bearbeitungsfenster) positionieren, es erscheint diese Maske. Kanal 1 auf der linken Seite aktivieren, Kanäle in Fließrichtung digitalisieren, Schachtzähler z.b. auf Nr.100 stellen, Einstellungen bei Haltungszähler und Schachtzähler vornehmen. Jetzt den Endschacht vom Kanal 1. Haltung 3 positionieren. Kanal 1 bis Ende digitalisieren. Dann restliche Kanäle digitalisieren. WICHTIG!!! Beim Digitalisieren nur 1-mal klicken, beenden mit Doppelklick. Maßstab 1: 250 (500) wählen. Seite:4 Stand: 11/14

6 mit dem Programm Kanal++ 5. Plausibilitätskontrolle Es wird geprüft, ob alle Kanäle richtig benannt und verknüpft sind. Im Projektbaum auf Haltungen mit rechter Maustaste klicken und Sortieren nach Kanalnummer auswählen, danach auf das + vor der Kanalnummer klicken und Kanal 1 wie unten im Beispiel gezeigt markieren, mit rechter Maustaste Ast ummarkieren auswählen. Jetzt die Kontrolle durchführen, ob alle Kanäle richtig angezeigt und verknüpft sind ggf. Korrekturen vornehmen. Die gleiche Kontrolle ist mit Kanal 2 vorzunehmen. Stand: 11/14 Seite: 5

7 mit dem Programm Kanal++ 6. Eingabe der Kanaldaten: Im Haltungsmenü unter Ändern die Kanalsohlhöhen (Anfang und Ende) eingeben. Auch die Schachtdeckel- und Schachtsohlhöhen (Anfang und Ende) im Schachtmenü unter Ändern eingeben. Die Werte am besten von einer Zeichnung (ausgefertigt erst nach der Kanaltrassierung und Festlegung der Haltungslängen) übernehmen. Die Kanalsohlhöhen müssen von unten gegen Fließrichtung berechnet werden, Ausgangspunkt für Kanal 1 ist der Sammler in der Suntumer Straße. Das Gefälle ist so zu wählen, dass die Erdüberdeckung bei den beiden Anfangsschächten (Kanal 1 und 2) mindestens 3,00 m beträgt! Die Deckelhöhen (Straßenhöhe) von den Schächten sind den DGK5-Karten zu entnehmen. An den Sohlensprung d/20, dort wo sich mehr als 2 Kanälen treffen, denken. Fehlende Kanaldaten wie z.b: Betriebsrauhigkeit, Kreisprofil, Materialien ergänzen. Seite:6 Stand: 11/14

8 mit dem Programm Kanal++ 7. Sonderbauwerke unter Menüpunkt Schacht ändern Sonderbauwerke einbauen - Auslaufbauwerk Typ 90 (ohne Bauwerksdaten) am Ende des Netzes. 8. Teileinzugsgebiete festlegen und digitalisieren (Partition Mischwasser) unter Menüpunkt Einzugsgebiet Linie neu, Digitalisieren (F4) Das Gebiet entsteht im Inneren eines geschlossenen Polygons. Das Ende des Linienzuges wird durch 2x Anklicken des zuletzt eingegebenen Eckpunktes definiert. Hinweis: Die vorhandenen Punkte werden gefangen (Punktfangmodus wird mit gedrückter Strg-Taste ausgeschaltet) 8.1 Haltung zuordnen Unter Menüpunkt Einzugsgebiet Haltung zuordnen (F8) bewegen Sie den Mauszeiger über das entsprechende Gebiet, so färbt sich dieses Gebiet. Ziehen Sie nun bei gedrückter linker Maustaste dieses Gebiet zu der Haltung hin, bis die Haltung sich entfärbt. Nach dem Loslassen ist die Zuordnung erfolgt. Stand: 11/14 Seite: 7

9 mit dem Programm Kanal Einzugsgebietsdaten festlegen Alle Einzugsgebiete markieren, dann auf Markierte ändern gehen und die Daten, die für alle Gebiete gleich sind, festlegen: - Mittlere Neigung in % - Einleitend aktivieren - Entwässerungssystem MW. - Fläche sei: berechnete Fläche aktivieren Anschließend die betroffene Einzugsgebiete einzeln markieren auf Markierte ändern gehen und die restliche Daten ergänzen: Befestigungsanteil in % für Teileinzugsgebiete ermitteln. Im Projektbaum auf Partition Mischwasser mit rechter Maustaste klicken, dann auf kopieren von Normal (schnell) klicken. Es erscheint ein Dialogfenster Partitionen kopieren (s. unten) ALK Ausschnitt auswählen, d. Rest so belassen (ohne Zuordnung zu Haltung) und auf OK klicken Seite:8 Stand: 11/14

10 mit dem Programm Kanal++ Zum Schluss noch ein Mal auf Partition Mischwasser mit rechter Maustaste klicken und die Option Nicht zugeordnete löschen auswählen. Jeder einzelner Fläche einen Befestigungsgrad in Prozent zuordnen (Empfohlene mittlere Abflussbeiwerte ψ m nach DWA-M 153, s. Anhang) z.b. Gärten, Wiesen = 0%; Strassen Asphalt = 90% Stand: 11/14 Seite: 9

11 mit dem Programm Kanal Einwohnerzahl (E) ausrechnen Erst ist die Geschoßfläche GF (alle Vollgeschoße) auszurechnen und dann durch die Geschoßfläche pro Einwohner (30 m 2 /E s. Grombach Handbuch der Wasserversorgungstechnik ; 3. Aufl., 2000) zu teilen. Im Beispiel nebenan: markierte Fläche = 0,0192ha, V = 5 Vollgeschosse GF= ha* 5 = 0,096ha = 960m 2 E = 960/30 = 32 E Die 32 Einwohner sind bei Trockenwetterabfluss in das unten Abgebildetes Fenster einzutragen. Seite:10 Stand: 11/14

12 mit dem Programm Kanal++ 9. Kanalnetzberechnung Definierung von Hydraulikvarianten (wird im Praktikum genau erläutert): Im Praktikum wird mit FLUT gerechnet. FLUT - Berechrechnung mit dem hydrologischen Modell, als Niederschlagsbelastung wird Blockregen gewählt. 9.1 Beispielhafte Aufbau einer Hydraulikvariante Im Projektbaum auf Hydraulikvarianten mit rechter Maustaste klicken und unter neu Standardvariante auswählen. Doppelklicken auf die Variante Neu1 umbenennen z.b. Zeitbeiwertverfahren und dann nach und nach die einzelnen Karteikarten bearbeiten (es wird im Praktikum detailliert erläutert) Danach die Berechnung starten s. Pkt. 10 Stand: 11/14 Seite: 11

13 mit dem Programm Kanal Alternativ: Berechnungen mit Modellregen. Ein Modellregen Typ Euler II anlegen Mit rechter Maustaste auf Modellregen klicken und dann auf neu. Das Zeitintervall auf 5 min setzen, Name vergeben hier Euler II n= 0,1 Die Regenspenden kann man aus dem KOSTRA - Atlas übernehmen und jeweils neu eingeben oder über Clipboard einfügen Seite:12 Stand: 11/14

14 mit dem Programm Kanal Import von Modellregen und Naturregen - aus dem KOSTRA Atlas (Modellregen, Euler II) - aus FLUT / DYNA Eingabedateien - Naturregen FLUT / DYNA Naturregen / KOSTRA Atlas 10. Berechnung starten Mit rechter Maustaste auf die Variante klicken Ausführen alle Haltungen Die Berechnungsergebnisse (werden im Praktikum ausführlich erläutert) in Form von Listen sind als Dokumentation auszudrucken. Stand: 11/14 Seite: 13

15 mit dem Programm Kanal Anhang: 11.1 Empfohlene mittlere Abflussbeiwerte ψ m von Einzugsgebietsflächen für Berechnungen (DWA-M 153; 8/2007) 11.2 Hydraulische Berechnung und Nachweisführung Anwendungskriterien DWA-A 118 (März 2006) Anwendungsempfehlungen für die Neubemessung von Entwässerungssystemen Erstellung eines Modellregens nach Euler Typ II s. Skript Siwawi2, Kap. 1 Seite:14 Stand: 11/14