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Übung zur Bemessung von Regenentlastungsanlagen nach ATV A 128
thilo.koegst@tu-dresden.de
Fakultät Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften Fachrichtung Wasserwesen
Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft, Professur für Siedlungswasserwirtschaft
27.11.2008 ATV A 128 Folie 2
Gliederung
• Notwendigkeit von Entlastungsanlagen
• Arten von Entlastungsbauwerken
• Bemessung von Entlastungsbauwerken
• Rechenbeispiel
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Notwendigkeit von
Regenüberlaufbauwerken im Mischsystem
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Abwasserentsorgung mit Mischkanalisation
Einzugsgebiet
Mischkanalisation
Grundwasser
Fließgewässer
ARA
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Notwendigkeit von Mischwasserentlastungsbauwerken
Qm = 2Qts + Qf24
Systemversagen (Kompromiss zwischen Wirtschaftlichkeit und Gewässerschutz)
Einzugsgebiet
Mischkanalisation
Grundwasser
Fließgewässer
ARA
ATV A 128
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Alternativen
2. Maßnahmen zur Regenwasserbehandlung im Mischsystem• Zwischenspeicherung von Mischwasser• Umverteilen der Regenabflüsse• Klärtechnische Maßnahmen
3. Entlastungsbauwerke
1. Minderung des Abwasseranfalles• Regenwasserabfluss• Schmutzwasserabfluss• Fremdwasserabfluss
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Zielsetzung der Regenwasserbehandlung1
1 Regenwasser (eigentlich Mischwasser) = Schmutzwasser + Regenwasser
Ziel der Regenwasserbehandlung ist es ...
Regenabfluss zur Kläranlage so zu begrenzen, dass dort die angestrebten Ablaufwerte eingehalten werden
und gleichzeitig die stoßweise Belastungen aus Regenentlastungen in vertretbaren Grenzen bleiben (hinsichtlich Menge und Konzentration).
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Arten von Entlastungsbauwerken
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Entlastungsbauwerke
Nebenschluss / HauptschlussParallel / in Reihe
Verbundbecken(VB)
Durchlauflaufbecken(DB)
Fangbecken(DB)
Stauraumkanal (SK)(SKO oder SKU)
Regenüberlaufbecken(RÜB)
Regenüberlauf(RÜ)
Regenrückhaltebecken(RRB)
ATV A 117
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Entlastungsbauwerke
Regenüberlaufbecken (RÜB)
• unterhalb von stark ablagerungsbehafteten Haltungen
Regenüberlauf (RÜ)
• zur Abminderung hoher Mischwasserabflussspitzen
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Entlastungsbauwerke
Fangbecken (FB)
• bei ausgeprägtem Spülstoß• in der Regel bei nicht vorentlasteten Entwässerungsgebieten• bei kurzer Fließzeit (unter 20 min)
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Entlastungsbauwerke
Durchlaufbecken (DB)
• haben einen Klärüberlauf (KÜ)• bei größeren Fließzeiten (über 20 min) - gleichm. Verschm.• meist bei vorentlasteten Entwässerungsgebieten• besonders sinnvoll im Nebenschluss
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Entlastungsbauwerke
Stauraumkanäle (SK)
• SKU und SKO
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Entlastungsbauwerke
Verbundbecken (VB)
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Regenüberlaufbecken Johannstadt12.000 m³ - 50 m Länge x 45 m
Breite5 KammernDurchlaufbecken im Nebenschluss
Regenüberlaufbecken KaditzGesamtvolumen 24.000 m³6 KammernDurchlaufbecken im Nebenschluss
RÜB in Dresden
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Bemessung von RÜB
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Grundsätzlich stehen zwei Verfahren zur Bemessung und
zum Nachweis der Zielsetzung der Regenwasserbehandlung
zur Verfügung
• vereinfachtes Bemessungsverfahren nach Tabellen
• Nachweisverfahren mittels Schmutzfrachtberechnung
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Bemessung nach Tabellen
regionale und gebietsspezifische Größen
Bezugslastfall(wurde 'vorsimuliert')
Anpassung
(Korrektur)
benötigtes Beckenvolumen
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Einfluss auf Überlaufmenge und Konzentration
Wesentlichen Einfluss auf die Überlaufmenge und -konzentration haben ...
regionale und gebietsspezifische Größen:• Niederschlag• Fließzeit• Gefälle• Kanalspeicherung• Starkverschmutzer• ...
Bezugslastfall:• mittlere
Jahresniederschlagshöhe• CSB Konzentration im
Regenwasser• CSB Konzentration im
Trockenwetterabfluss• CSB Konzentration im
Kläranlagenablauf
800 mm
107 mg/l
600 mg/l
70 mg/l
Normalanforderung (nur Emission)
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Rechenaufgabe
Bemessungsbeispiel
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Bemessungsbeispiel
Für ein Entwässerungsgebiet mit einer gesamten Entwässerungsfläche von AEK = 33,6 ha ist ein Regen-überlaufbecken vor der Kläranlage zu bemessen. Die Kläranlage soll mit einem Auslastungsgrad von n = 2 beaufschlagt werden. Trenngebiete, Gewerbe und Industrie sind nicht angeschlossen.Die Fließzeit tf bis zum geplanten Becken beträgt rund 7 min.
Von der Entwässerungsfläche sind ca. 35 % befestigt und davon wiederum 85 % abflusswirksam.Nach Mitteilungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) beträgt der mittlere Jahresniederschlag 722 mm.
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Bemessungsbeispiel
Aus einer vorliegenden Entwässerungsplanung sind noch folgende Gebietsgrößen bekannt:
mittlere Geländeneigungsklasse NGm = 2Fremdwasserabfluss entsprechend einem Messprogramm Qf = 1,0 l/sangeschlossene Einwohnerzahl EZ = 1350 Emittlerer Wasserverbrauch wV = 180 l/EdStundenfaktor für die Trockenwetterabflussspitze x = 12mittlere CSB-Konzentration im Trockenwetterabfluss ct = 443 mg/l
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Bemessungsbeispiel
Gebietskenngrößen:
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Bemessungsbeispiel
Regenabfluss:
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Bemessungsbeispiel
Gesamtspeichervolumen:
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Bemessungsbeispiel
gebietsspez. Eingangsgrößeundurchlässige Fläche A_u (ha)
gewerblicher AbflussQ_g24=0,2..0,8 l/(s*h)
industrieller AbflussQ_i24=0,2..0,8 l/(s*h)
häuslicher AbflussQ_h24=EZ*w_s/86400
gebietsspez. EingangsgrößeEinwohnerzahl EZ
SchmutzwasserabfallQ_s24=Qh_24+Q_g24+Q_i24 (l/s)
FremdwasseranfallQ_f24=0..0,5 l/(s*h)
TrockenwetterabflussQ_t24=Q_s24+Q_f24 (l7s)
Trockenwetterabflussspendeq_t24=Q_t24/A_u l/(s*ha)
Einflusswert für Starkverschmutzera_c=1 c_t<600 mg/la_c= c_t/600 c_t>600 mg/l
Arbeitsstunden pro Taga_g,i (1 Schicht = 8h)
Produktionstage pro Jahrb_g,i (d)
Schmutzwasserabfluss xQ_sx=24*Q_h24/x+24/a_g*365/b_g*Q_g24+24/a_i*365/b_i*Q_i24 (l/s)
Trockenwetterabfluss xQ_tx=Q_sx+Q_f24 (l/s)
Einflusswert für Kanalablagerungenx_a=24*Q_t24/Q_txa_a aus Tabelle
gebietsspez. EingangsgrößeTrockenwetterkonz. c_t
gebietsspez. Eingangsgrößemittlere Neigungsgruppe NG_m
gebietsspez. EingangsgrößeJahresniederschlagshöhe h_Na
Einflusswert für Jahresniederschlagshöhea_h = h_Na/800-1 600 < h_Na < 1000a_h = -0,25 h_Na < 600a_h = +0,25 h_Na > 1000
gebietspezifische EingangsgrößeMischwasseraufnahme Q_m der
Kläranlage n*Q_sx+Q_f (l/s)
RegenwasserabflußQ_r24 = Q_m-Q_t24-Q_rT24 (l/s)
Regenwasserabflußspendeq_r = Q_r24 / A_u l/(s*ha)
gebietspezifische EingangsgrößeFließzeit t_f
Bemessungskonzentration TWc_b = 600 *(a_c+h_h+a_a) (mg/l)
rechnerische Entlastungskonz.c_e = (107*m+c_b)/(m+1) (mg/l)
zulässige Entlastungsratee_o = 3700 / (c_e-70) (%)
Fließzeitabminderunga_f=0,5+50(t_f+100) t_f < 30 mina_f=0,885 t_f > 30 min
mittlerer EntlastungszuflußQ_re = a_f *(3+3,2*q_r)*A_u (l/s)
mittleres Mischungsverhältnism = (Q_re + Q_rT24)/Q_t24 (l/s)
spezifisches BeckenvolumenV_s aus Tabelle (m³/ha)
GesamtvolumenV=V_s * A_u (m³)
ATV A128Vereinfachtes Bemessungsverfahrennach Th. BettmannATV-DVKW-Regelwerk 01/2003
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Bemessungsbeispiel
Gesamtspeichervolumen:
Fließzeit
Niederschlag
Gefälle
Starkverschmutzer
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Bemessungsbeispiel
2
0,381 13,81
0,35
27.11.2008 ATV A 128 Folie 29
Bemessungsbeispiel
0,844
4718
27.11.2008 ATV A 128 Folie 30
27.11.2008 ATV A 128 Folie 31
27.11.2008 ATV A 128 Folie 32
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Bemessungs- und Nachweisverfahren
Bemessung von Regenentlastungsanlagen
• Bestimmung des Gesamtspeichervolumens
• Volumenbestimmung einzelner Regenüberlaufbecken und Stauraumkanäle
• ...
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Verständnisfragen
• Wann ist die Verwendung von Durchlaufbecken / Fangbecken sinnvoll? Anwendungsfälle von Haupt- und Nebenschluss
• Welche ortsspezifischen Eingangsgrößen sind bei der Bemessung von RÜBs notwendig? Wie wirken sie?
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