KURAS Konzepte für urbane Regenwasserbewirtschaftung und Abwassersysteme Zwischenergebnisse Prof. Dr.-Ing. Paul Uwe Thamsen 21.4.2016 Folie 1
Erarbeitung und modellhafte Demonstration von integrierten Konzepten eines nachhaltigen Umgangs mit Abwasser und Regenwasser für urbane Standorte Folie 2
2. Übergeordnete Ziele und Herausforderungen Was ist zu verbessern? Überstau Überflutung Mischwasserüberlauf Illgen Illgen Ablagerungen in Kanälen Betriebssicherheit von Pumpsystemen Ablaufwerte Kläranlage Folie 3
3. Methodik und Modellgebiet Modellgebiet: Einzugsgebiet Pumpwerk Wilmersdorf 260.000 Einwohner 40.000 m³/tag Trockenwetterabfluss Misch- und Trennsystem 90% zur KA Ruhleben Folie 4
3. Methodik und Modellgebiet Methodik Folie 5
3. Methodik und Modellgebiet Szenario-Trichter Szenario-Treiber Bevölkerung Niederschlag Flächenversiegelung Wasserverbrauch Entwicklungsszenario Überlast Empirische Daten, bisherige Entwicklung Basisszenario 2050 Entwicklungsszenario Unterlast Vergangenheit Status Quo Zukunft (nach Graf/Klein, 2003) Folie 6
3. Methodik und Modellgebiet Szenario Analyse: Überflutung - Synergien zur dezentralen RWB Gefährdungsanalyse (Wasserstände, gebäudescharf) Fließweganalyse Maßnahmenplanung integrale Planung dezentrale Regenwasserbehandlung (RWB) und Überflutungsschutz Effektüberlagerungen!? Gewässerbelastung Überflutungsschutz, Stadtklima/Biodiversität Folie 7
Kläranlage Pumpsystem Kanal Oberfläche 4. Forschungscluster Untersuchung der Maßnahmen in vier Clustern Folie 8
5. Werkzeuge Infoworks Modelleigenschaften: Hydrodynamisches N-A- und Schmutzfrachtmodell Feinnetzmodell (~10.000 Haltungen und Schächte) Software: Infoworks CS Folie 10
5. Werkzeuge SIMBA# Dynamische Simulation von Steuerungs- und Regelungsstrategien Modelle und Analysen für generische Kläranlage und KA Ruhleben Beitrag der Kläranlage zur Gesamtwirkungsanalyse der Maßnahmenkombinationen Modell KA Ruhleben Resultate: Steuerung 2.X Status Quo - Maßnahmenkombination 1 Folie 11
5. Werkzeuge Experimentell: großtechnische Untersuchungen im Abwassersystem Folie 12
6. Anpassungsmaßnahmen und -kombinationen Untersuchung und Bewertung von einzelnen Anpassungsmaßnahmen Folie 13
6. Anpassungsmaßnahmen und -kombinationen Von Einzelmaßnahmen zu Maßnahmenkombinationen Untersuchung Einzelmaßnahmen Bewertung Einzelmaßnahmen Integrierte Bewertung für Gesamtsystem Maßnahmenkombinationen jdas Folie 14
Maßnahmenkombinationen Effektbasiert 6. Anpassungsmaßnahmen und -kombinationen Maßnahmenkombinationen Ablagerungen KA-Ablaufwerte Überflutung Überlauf Illgen Überstau MK Kurzfristig Maßnahmenkombinationen Umsetzungsbasiert Langfristig Illgen Folie 15
Maßnahmenkombinationen Effektbasiert 6. Anpassungsmaßnahmen und -kombinationen Maßnahmenkombinationen Ablagerungen KA-Ablaufwerte Überflutung Überlauf Illgen Überstau MK Mittelfristig Langfristig/ Maximal Maßnahmenkombinationen Umsetzungsbasiert Illgen Folie 16
6. Anpassungsmaßnahmen und -kombinationen MK 1: Reduzierung Mischwasserüberlauf Überlauf MK1 MK1: Maßnahmen Muldenversickerung Dachbegrünung Stauraumerweiterung Abflussdrosselung Erweiterung Förderkapazität MK1: Indikatoren Überlaufvolumen Überlaufhäufigkeit Überlaufdauer BSB Fracht CSB Fracht NH 4 - N Fracht Folie 17
6. Anpassungsmaßnahmen und -kombinationen Umsetzungsbasiert Zeit Kosten Komplexität -30% MK -41% -41% -86% MK6: Mittelfristige Umsetzung Muldenversickerung (anteilig) Dachbegrünung (anteilig) Abflussdrosselung anteilige Erweiterung Förderkapazität HPw (ohne baul. Maßnahmen) betriebliche Maßnahmen auf der KA MK6: Indikatoren Überlaufvolumen Überlaufhäufigkeit Überlaufdauer BSB Fracht CSB Fracht NH 4 - N Fracht Folie 18
7. Bewertung Life Cycle Costing Wirtschaftliche Bewertung der Maßnahmen Beispiel: Maßnahmen Unterlast Kanalnetz Beispiel: Maßnahmen Überlast Kanalnetz Risiko- und SWOT-Analyse: Analyse und Nutzung der Stärken (und Schwächen) des Systems ( zukunftssichere Maßnahmen) Folie 19
8. Ergebnistransfer in die Praxis Auswirkungen von Starkregen und Trockenwetterperioden lassen sich erfolgreich durch KURAS Maßnahmenkombinationen beherrschen Anwendung der KURAS Empfehlungen durch BWB und andere Betreiber Anwendung der KURAS Methodik zur Anpassung von Abwasserinfrastrukturen durch Betreiber und Städte KURAS Maßnahmenkatalog und Maßnahmenkombinationen stehen für Abwasserbetreiber und Kommunen zur Verfügung KURAS Ergebnisse fließen in Arbeitsgruppen ein (z.b. DWA, VDMA, Europump, Simulationsgruppen) Anwendung praxisrelevanter KURAS Erkenntnisse (Simulationen, Überflutungsschutz, Schachtpumpwerke, mechatronische Einwirksysteme, etc.) Vorbereitung zur Entwicklung weiterer intelligenter Infrastrukturen Düsseldorf 2014 DWA IST 2014 Kanada 2015 DWA NO+KURAS 02/2016 SIWW 2016 Folie 20
www.kuras-projekt.de KURAS Abschlusskonferenz im Oktober in Berlin! Folie 21